第一章 静电场的描述 章末素养提升-（配套课件）2023-2024学年高一新教材物理必修第三册 【步步高】学习笔记（粤教版）

DIYIZHANG 第一章 章末素养提升 再现素养 知识 物理观念 几种常见的电荷 1.点电荷：带电体的 、 及 对它们之间的作用力的影响可以忽略 2.场源电荷： 的带电体所带的电荷 3.试探电荷：放入后不影响要研究的电场及用来研究电场各点的性质的电荷 4.元电荷：最小的 ，即 所带电荷量的大小 5.比荷：带电体的 与 的比值叫作比荷 形状 大小 电荷分布状况 激发电场 电荷量 电子(质子) 电荷量 质量 物理观念 两个 定律 1.电荷守恒定律：电荷既不能被 ，也不能被 ，它们只能从一个物体 到其他物体，或者从物体的一部分_____到另一部分；在任何转移的过程中，电荷的 保持不变 2.库仑定律：在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，其大小与它们的 成正比，与它们之间距离r的 成反比，作用力的方向在 。这个规律叫作库仑定律。电荷之间的这种相互作用力叫作_______或________ 创生 消灭 转移 转移 总量 电荷量q1、q2的乘积 二次方 它们的连线上 静电力 库仑力 物理观念 电场力的性质 1.基本性质：对放入其中的电荷有 的作用 2.电场强度：E＝ (适用于 电场)，方向与 点电荷所受电场力的方向相同 决定式：E＝ (适用于 ) 3.电场线：电场中画出假想的曲线，每点的 表示该点的_________方向，疏密表示电场的 ，特点是 、_______ 电场能的性质 1.电势能与电势：φ＝_____ 2.等势面：与电场线相互 ，沿等势面移动电荷电场力 做功 3.电势差：UAB＝ ，UAB＝______ 力 一切 正 点电荷 切线方向 电场强度 强弱 不闭合 不相交 垂直 不 φA－φB 科学思维 1.能在熟悉情境中运用点电荷、试探电荷、电场线、等势线等模型分析静电问题，体会物理模型的重要作用 2.能体会用物理量之比定义新物理量的方法，如电场强度、电势、电势差等，能体会探究库仑定律过程中的科学思想和方法 3.了解类比推理的方法，能综合运用力学和电学知识分析解决静电问题 科学探究 1.通过实验观察，了解静电现象，探究物体带电的本质 2.通过探究如何得出库仑定律，体会库仑扭秤实验的科学思想和方法 3.通过实验模拟和定量分析的方法，探究描述电场强弱的物理量，获得探究体验 科学态度与责任 1.通过电势能与重力势能的对比，体会类比与创新在物理学研究中的重要性 2.能体会形象思维与抽象思维的相互关联，感悟物理学的内在之美 3.通过对静电场中的能量分析，培养能量意识和社会发展的责任意识 　(2023·肇庆市鼎湖中学高二期中)下列说法错误的是 A.电场线是理想化模型，是假想曲线 B.根据场强公式E＝ 可知，电场中某点E的大小，与放在该点的电荷受 到的电场力大小成正比，与电荷的带电量成反比 C.电场线上某点的切线方向就是正电荷在该点所受电场力的方向 D.任何带电体的电荷量都是元电荷e的整数倍 例1 √ 提能综合 训练 电场线不是电场里实际存在的线，而是为了形象地描述电场而假想的线，因此电场线是一种理想化模型，故A正确； 电场中某点E的大小是由电场本身决定的，与放在该点的电荷受到的电场力及电荷的带电量无关，故B错误； 电场线上某点的切线方向就是正电荷在该点所受电场力的方向，故C正确； 元电荷e是电荷量的单位，任何带电体的电荷量都是元电荷e的整数倍，故D正确。 　(2019·全国卷Ⅰ)如图，空间存在一方向水平向右的匀强电场，两个带电小球P和Q用相同的绝缘细绳悬挂在水平天花板下，两细绳都恰好与天花板垂直，则 A.P和Q都带正电荷 B.P和Q都带负电荷 C.P带正电荷，Q带负电荷 D.P带负电荷，Q带正电荷 例2 √ 对P、Q整体进行受力分析可知，在水平方向上整体所受电场力为零，所以P、Q必带等量异种电荷，选项A、B错误； 对P进行受力分析可知，Q对P的库仑力水平向右， 则匀强电场对P的电场力应水平向左，所以P带负电荷，Q带正电荷，选项C错误，D正确。 　(2023·深圳市罗湖外语学校高二期中)两个固定的等量异种点电荷所形成电场的等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中a点进入电场，其运动轨迹为图中实线所示，a、b、c、d、e为轨迹与等势线的交点，直线ae水平。若粒子只受电场力作用，则下列关于带电粒子的判断正确的是 A.电场方向竖直向上 B.粒子在a点的电势能小于在e点的电势能 C.粒子从a点运动到e点的过程中的动能先减小后增大 D.粒子从a点运动到d点的过程中减小的动能大于增加的电势能 例3 √ 从粒子运动轨迹看出，轨迹向上弯曲，可知带负电粒子受到了向上的力的作用，可知场强方向大致向下，A错误； a、e两点电势相等，同一粒子在这两点电势能相等，B错误； 带负电粒子从a点运动到e点的过程中电场力先做负功后做正功，则动能先减小后增大，C正确； 由于粒子运动过程中只有电场力做功，能量只在动能与电势能之间转化，则粒子从a点运动到d点的过程中减小的动能等于增加的电势能，D错误。 　(2022·广东金山中学高二期末)如图，真空中固定着两个等量异种点电荷，O是两电荷连线的中点，a、b、c、d是连线上的四个点，e、f是连线的中垂线上的两个点，ab＝bO＝Oc＝cd，eO＝Of。则 A.中垂线上三个点的电场强度大小关系为Ee＝ 　Ef>EO B.连线上相邻两点间的电势差关系为Uab＝UbO 　＝UOc＝Ucd C.从e点静止释放一试探正点电荷，该电荷将在e、f两点间做往返运动 D.将一试探负点电荷先从a点沿直线移到c点，再沿直线移到e点，该电荷 　的电势能先增大后减小 例4 √ 如图所示为等量异种点电荷的电场线 中垂线上O点场强最大，往上下两侧场强减小，结合对称性可得Ee＝Ef<EO，A错误； 连线上从a到d场强先减小后增大，由U＝Ed，结合对称性可得Uab＝Ucd>UbO＝UOc，B错误； 试探正点电荷在e点受到的电场力方向垂直于中垂线，所以该电荷不可能在e、f两点间做往返运动，C错误； 将一试探负点电荷先从a点沿直线移到c点，再沿直线移到e点，该电荷所经过的区域电势先降低后升高，由Ep＝qφ可知，负点电荷的电势能先增大后减小，D正确。 　(2023·深圳大学附中高二月考)如图甲所示，绝缘水平面上存在方向水平向右的匀强电场，一带电物块以一定的初速度从O点开始向右运动。取O点为电势零点，该物块的电势能与动能之和E总、电势能Ep随它离开O点的距离x变化的关系如图乙所示，由此能够求出的物理量是 A.物块带电的正负和电荷量多少 B.匀强电场的场强大小 C.物块返回O点时的动能 D.物块与水平面间的动摩擦因数 例5 √ 由题图乙可知，物块离开O点向右运动电势能增加，电场力做负功，可知物块所受的电场力水平向左，与匀强电场的电场线方向 相反，即物块带负电，但物块所带电荷量不能确定，故A错误； 根据Ep＝Fx，结合题图乙中数据Ep＝80 J，x＝8 m，解得F＝10 N，由F＝qE可知，物块所带电荷量未知，所以不能确定匀强电场的场强大小，故B错误； 由题图乙知，物块向右运动时，电势能与动能之和减小了20 J，电势能增加了80 J，则动能减小了100 J，即Ek＝－100 J，根据动 能定理－(F＋f)x＝Ek，物块向左运动过程，由动能定理得(F－f)x＝Ek′，联立解得Ek′＝60 J，f＝2.5 N，故C正确； 根据f＝μmg，由于物块的质量未知，也不能求出，则不能确定物块与水平面间的动摩擦因数，故D错误。 　(2022·广州六中高二期末)存在匀强电场的空间中有一棱长为　　　 的正四面体ABCD，如图所示。已知UAC＝UBC＝3 V，电场方向平行于底面ABC，则 A.A、B两点处的电势不相等 B.电场强度大小为1 V/m C.电场强度大小为100 V/m D.C、D两点的电势差UCD＝2 V 例６ √ 因为UAC＝UBC＝3 V，所以AB连线为等势线，过C点作AB的垂线，垂足为F，则FC即为匀强电场的电场线，如图所示，由几何知识知FC＝3 cm， 　(2022·肇庆市高二期末)如图所示，长L＝2 m、倾角θ＝37°的光滑斜面固定在水平地面上，整个斜面处在方向沿斜面向上的匀强电场中。将一个质量m＝1 kg、电荷量q＝5×10－4 C带正电的小滑块从斜面顶端由静止释放，已知小滑块到达斜面底端所用的时间t＝2 s，重力加速度g＝ 10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求： (1)小滑块下滑过程中的加速度大小； 例７ 答案　1 m/s2　 对小滑块：在斜面运动时，有L＝ 解得a＝1 m/s2 (2)匀强电场电场强度的大小； 答案　1×104 N/C　 由小滑块受力可知mgsin θ－qE＝ma 求得E＝1×104 N/C (3)小滑块从斜面顶端滑到底端的过程中，电场力做的功和小滑块电势能的增加量。 答案　－10 J　10 J 小滑块从斜面顶端滑到底端的过程中电场力做负功则W＝－qEL 代入数据得W＝－10 J 根据W＝－ΔEp 则ΔEp＝10 J。 BENKEJIESHU 本课结束 更多精彩内容请登录：www.xinjiaoyu.com   k       2 cm 则匀强电场电场强度大小E＝ V/m＝100 V/m，过D点作FC的垂线，垂足为G，则CG＝FC，所以UDC＝UGC＝UAC＝2 V，则C、D两点的电势差UCD＝－UDC＝－2 V，故选C。 at2 $$