第十章 静电场中的能量 章末素养提升-（配套课件）2023-2024学年高一新教材物理必修第二册 【步步高】学习笔记（人教版）津鲁琼云晋皖黑吉桂贵粤辽渝鄂冀湘甘赣豫新青藏宁蒙陕

DISHIZHANG 第十章 章末素养提升 再现素养 知识 物理观念 电场能的性质 1.静电力做功与电势能变化之间的关系： 静电力做正功，即WAB>0，电势能 ，静电力做负功，即WAB<0，电势能______ 2.电势：电荷在电场中某一点的 与它的 之比。公式：φ＝ 3.电势差：电场中两点之间 的差值，也叫作 。静电力做功与电势差的关系WAB＝ 或UAB＝ 4.等势面：电场中 的各点构成的面 5.匀强电场中两点间的电势差等于 与这两点间沿__________ 的距离的乘积，关系式UAB＝_____ 减少 增加 电势能 电荷量 电势 电压 qUAB 电势相同 电场强度 电场方向 Ed 物理观念 电容器 1.定义式： (比值定义法) 2.平行板电容器电容的决定式：__________ 带电粒子在电场中的加速 两金属极板之间的电压为U，一质量为m、带电荷量为q的正电粒子从正极板静止释放，到达负极板时速度为v，则 ＝ qU 物理观念 带电粒子在电场中的偏转 带电粒子以初速度v0垂直电场方向射入电场，极板长度为l，两极板间电压为U，两极板间距为d(不计粒子重力) 初速度方向：粒子做匀速直线运动，通过电场的时间t＝____ 离开电场时垂直于板方向的分速度vy＝at＝______ 速度方向与初速度方向夹角的正切值tan θ＝ ＝______ 离开电场时沿静电力方向的偏移量y＝ at2＝________ 科学思维 1.科学推理、论证：本章关于电势能、电势、电场强度与电势差的关系等知识的学习都是通过演绎的方式进行的。例如把恒力做功的普遍公式用于匀强电场中静电力做功的情况，推导出静电力做功与路径无关的结论 2.用物理量之比定义新物理量，被定义的新物理量跟定义式中的物理量不是同一研究对象，没有相互影响的因果关系，通过电势能与电荷量的比值定义电势，用来描述静电场中某一位置的性质，与试探电荷无关 科学探究 1.能针对电容器充、放电过程中的电压、电流等物理量的变化提出相关的问题或猜想 2.会根据实验电路选择合适的器材进行实验；能在初步观察的基础上确定记录数据的时间间隔；能通过同学间的合作，记录不同时刻电压表、电流表的读数 3.会根据实验数据画出I－t图像，推断电荷量的变化情况 科学态度与责任 1.通过实验的操作，形成严谨细致，实事求是的科学态度 2.通过电容器等知识的学习，体会科学、技术、社会之间的密切联系，逐渐形成探索自然的内在动力 提能综合 训练 　(2023·内蒙古北师大集宁附中高二月考)下列是某同学对电场中的概念、公式的理解，其中正确的是 例1 √ 电场强度取决于电场本身，与有无试探电荷无关，电场强度的定义式，只是为了研究电场的性质方便而定义的，A错误； 电容器的电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，电容大小取决于电容器的本身，不能理解成电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比，B错误； 电场中某点电场强度是由场源电荷决定的，所以由真空中点电荷电场强度公式，可知电场中某点电场强度与场源电荷的电荷量成正比，与该点到场源电荷的距离的平方成反比，C正确； 如图所示，空间存在足够大的水平方向的匀强电场，绝缘的曲面轨道处于匀强电场中，曲面上有一带电金属块在力F的作用下沿曲面向上移动。已知金属块在向上移动的过程中，力F做功40 J，金属块克服静电力做功10 J，金属块克服摩擦力做功20 J，重力势能改变了30 J，则 A.电场方向水平向左 B.电场方向水平向右 C.在此过程中金属块电势能减少20 J D.在此过程中金属块机械能增加10 J 例2 √ 因为不知道带电金属块的电性，所以无法判断电场方向，故A、B错误； 克服静电力做功为10 J，则电势能增加10 J，故C错误； 机械能的改变量等于除重力以外的其他力所做的总功，故ΔE＝40 J－10 J－20 J＝10 J，故D正确。 (多选)(2021·湖南卷)如图，圆心为O的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，ab和cd为该圆直径。将电荷量为q(q>0)的粒子从a点移动到b点，静电力做功为2W(W>0)；若将该粒子从c点移动到d点，静电力做功为W。下列说法正确的是 A.该匀强电场的电场强度方向与ab平行 B.将该粒子从d点移动到b点，静电力做功为0.5W C.a点电势低于c点电势 D.若只受静电力，从d点射入圆形电场区域的所有 带电粒子都做曲线运动 例3 √ √ 沿电场线方向电势逐渐降低，则a点电势高于c点电势，C错误； 若粒子从d点射入圆形电场区域的速度方向与ab平行，则粒子做匀变速直线运动，D错误。 例4 √ 　 (2022·汉寿县第一中学高二阶段练习)如图在真空中存在着竖直向下的匀强电场，电场强度为E。一根绝缘细线长为L，一端固定在图中的O点，另一端固定有一个质量为m、带电荷量为＋q、可视为点电荷的小球，O点距离地面的高度为H，将小球拉至与O点等高的位置A处 从静止释放。 (1)求小球运动到O点正下方B点时的速度大小； 例5 (2)求小球在B点时细线对小球的拉力大小； 答案　3(mg＋qE) (3)若小球通过B点时，细线恰好断开，求小球落地点与O点的水平位移x。 对小球在细线断开后做类平抛运动 由牛顿第二定律有qE＋mg＝ma 水平方向上有：x＝vt， BENKEJIESHU 本课结束 更多精彩内容请登录：www.xinjiaoyu.com   C＝ C＝ mv2   A.根据电场强度的定义式E＝，电场中某点的电场强度与试探电荷的电荷量成反比 B.根据电容的定义式C＝，电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比 C.根据真空中点电荷电场强度公式E＝，电场中某点电场强度与场源电荷的电荷量成正比 D.根据公式UAB＝，带电荷量为1 C的正电荷，从A点移动到B点克服静电力做功 为1 J，则A、B两点的电势差为1 V 由UAB＝，可知带电荷量为1 C的正电荷，从A点移动到B点克服静电力做功为1 J，即静电力做功是－1 J，则有UAB＝＝ V＝－1 V，则A、B两点的电势差为－1 V，D错误。 沿cd方向建立x轴，垂直于cd方向建立y轴，如图所示。从c到d有W＝Exq·2R，从a到b有2W＝Eyq·R＋ExqR，可得Ex＝，Ey＝，则E＝＝，tan θ ＝＝，由于电场方向与水平方向成60°，则电场强度方向与ab平行，且由a指向b，A正确； 将该粒子从d点移动到b点，静电力做的功为W′＝Eq＝0.5W，B正确； (2022·乌鲁木齐市一中高二期中)一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一个小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)。小孔正上方处的P点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处(未与极板接触)返回。若将下极板向上移动，则仍从P点开始下落的相同粒子将 A.打到下极板上 B.在下极板处返回 C.在距上极板处返回 D.在距上极板处返回 对下极板移动前，从静止释放到速度为零的过程运用 动能定理得mg·d－qU＝0，将下极板向上平移，设 运动到距离上极板x处返回；因极板分别与电池两极 相连，则电容器的电压U不变，则电容器的电场强度为E＝，根据动能定理得mg·(＋x)－q··x＝0，联立两式解得x＝，故选C。 答案　 从A到B过程，由动能定理得mgL＋qEL＝mv2－0 小球到达B点时的速度为v＝ 在B点，由牛顿第二定律得FT－mg－qE＝m，解得FT＝3(mg＋qE)； 答案　2 竖直方向上有：H－L＝at2 联立以上三式解得x＝2。 $$