第一章 静电场 章末素养提升(课件PPT)-【步步高】2024-2025学年高一物理必修第三册学习笔记（教科版）

该高中物理课件聚焦静电场主题，系统梳理电容器定义式与决定式、带电粒子偏转运动规律等物理观念，通过概念规律提炼衔接科学思维（模型分析、比值定义）、科学探究（实验观察、库仑扭秤实验）及科学态度与责任内容，构建从基础到应用的学习支架。 其亮点在于以核心素养为导向，科学思维上通过点电荷模型分析、类比重力势能等培养模型建构与科学推理能力，科学探究结合电容器充放电I-t图像分析等实验活动，搭配斜面上带电小球平衡等情境例题。学生能深化物理观念与科学思维，教师可借助结构化内容及详细解析提升教学效率。

DIYIZHANG 第一章 章末素养提升 1 再现 素养知识 物理观念 静电场中力的性质 1.库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的作用力与这两个电荷所带 成正比，与它们之间 成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线 2.电场强度：定义式：E＝ (适用于 电场)；决定式：E＝ (适用于 ) 3.电场线：电场中画出的有方向的曲线，曲线上每点的_______ 与该点的 方向一致。电场线的疏密表示电场的 ，特点是 ，不相交 电荷量的乘积 距离的平方 一切 点电荷 切线 方向 电场强度 强弱 不闭合 物理观念 静电场中能的性质 1.电场力做功与电势能变化之间的关系：电场力做正功，即WAB>0，电势能 ，电场力做负功，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 。电场力 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偏转运动 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＝ ＝________ 离开电场时沿电场力方向的偏移量y＝ at2＝________ 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 4.能用与电场力、电场强度、电势能、电势差相关的知识解释常见的静电现象 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.通过探究电场力做功来认识与此相关的电势能 4.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。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.通过静电现象的观察和研究初步认识静电现象的本质。通过实验的操作，形成严谨细致、实事求是的科学态度 2.通过库仑扭秤实验的巧妙设计，体会科学思想和方法 3.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 4.通过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 5.通过静电的利用与防护、电容器等知识的学习，体会科学、技术、社会、环境之间的密切联系，逐渐形成探索自然的内在动力 　(2023·内蒙古北师大乌兰察布集宁附中高二月考)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 √ 提能 综合训练 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储存电荷能力的物理量，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； 真空中点电荷形成的电场中某点的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； 　(2023·成都外国语学校高二阶段练习)如图所示，在倾角为30°的光滑绝缘斜面上固定一个挡板，在挡板上连接一根劲度系数为k0的绝缘轻质弹簧，弹簧另一端与A球连接。A、B两小球的质量均为m，A球的电荷量qA＝q>0，A、B两小球的间距为L，系统处于静止状态。已知静电力常量为k，重力加速度为g，A、B两小球均可视为点电荷，则 例2 √ 若增大B球的电荷量，A、B两球组成的系统再次平衡后，对A、B两球整体分析可知弹簧的弹力只与两球的质量有关，两球的质量不变，弹簧伸长量不变，弹簧伸长量不会增加，D错误。 　一带电粒子仅在静电力作用下从A点开始以－v0做直线运动，其v－t图像如图所示。粒子在t0时刻运动到B点，3t0时刻运动到C点，下列判断正确的是 A.A、B、C三点的电势关系为φB>φA>φC B.A、B、C三点的电场强度大小关系为EC>EB>EA C.粒子从A点经B点运动到C点，电势能先增加后减少 D.粒子从A点经B点运动到C点，静电力先做正功后做负功 例3 √ 由题图可知，带电粒子在0～t0时间内做减速运动，静电力做负功，电势能增加，在t0～3t0时间内反方向做加速运动，静电力做正功，电势能减少，故选项C正确，D错误； 由于不知道带电粒子的电性，故无法判断电势的高低，选项A错误； 　(多选)(2021·全国甲卷)某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则 A.一正电荷从b点运动到e点，电场力做正功 B.一电子从a点运动到d点，电场力做功为4 eV C.b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右 D.a、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最大 例4 √ √ 由题图可知φb＝φe，则正电荷从b点运动到e点，静电力不做功，A错误； 由题图可知φa＝3 V，φd＝7 V，根据静电力做功与电势能的变化关系有Wad＝Epa－Epd＝(φa－φd)·(－e)＝4 eV，B正确； 沿电场线方向电势逐渐降低，则b点处的场强方向向左，C错误； 等差等势面越密的地方电场强度越大，由题图可看出a、b、c、d四个点中，b处的等势面最密集，则b点处的电场强度大小最大，D正确。 　(2022·山东卷)半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分，取走A、B处两段弧长均为ΔL的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于OC延长线上距O点为2R的D点，O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变，q为 例5 √ 取走A、B处两段弧长均为ΔL的小圆弧上的电荷，根据对称性可知，圆环在O点产生的电场强度为与A在同一直径上的A1和与B在同一直径上的B1产生的电场强度的 矢量和，如图所示，因为两段弧长非常小，故可看成点电荷， 　(多选)(2023·南昌市莲塘第一中学高二期中)如图所示，半径为L的四分之一光滑绝缘圆弧槽AB竖直固定在水平地面上方，圆弧槽B端的切线与水平地面平行，整个系统处在竖直向下、电场强度为E的匀强电场中。一质量为m、电荷量为＋q的小球从A点由静止沿圆弧槽滑下，至B点后水平飞出，落在地面的C点。已知B、C两点的高度差等于圆弧槽的半径，下列说法正确的是 A.小球从B点运动到C点，速度在水平方向和竖直方向的分量都未发生变化 B.小球从B点运动到C点，水平位移大小为2L C.小球从A点运动到C点，电势能减少了2EqL 例6 √ √ 小球从B点运动到C点过程，水平方向不受力的作用，速度在水平方向的分量不变，竖直方向受向下的重力和电场力，速度在竖直方向的分量变大，故A错误； 小球从A点运动到C点过程，电场力做功W1＝qE×2L＝2qEL，电场力做正功，则电势能的减少了2EqL，故C正确； BENKEJIESHU 本课结束    k         C＝ C＝ 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点克服电场力做 功为1 J，则A、B两点的电势差为1 V 带电荷量为1 C的正电荷，从A点移动到B点克服电场力做功为1 J，即电场力做功是－1 J，则有UAB＝＝ V＝－1 V，则A、B两点的电势差为－1 V，D错误。 A.弹簧伸长量为 B.B球的电荷量qB＝－ C.A球受到的库仑力大小为mg D.若增大B球的电荷量，系统再次平衡后，弹簧伸长量会增加 以A、B两球为整体，由平衡条件可得k0Δx＝ (m＋m)gsin 30°，解得Δx＝，A错误； 因A球带正电，A、B两球之间的库仑力为引 力，故B球带负电，对B球，由平衡条件可得－k＝mgsin 30°，解得qB＝－＝－，由牛顿第三定律可知，A球受到B球库仑力大小为mg，B正确，C错误； 图线的斜率表示粒子的加速度，即a＝＝，又由题图可知aB>aA>aC，则A、B、C三点的电场强度大小关系为EB>EA>EC，故选项B错误。 A.正电荷，q＝ B.正电荷，q＝ C.负电荷，q＝ D.负电荷，q＝ 则有E1＝k＝k，由题意可知，两电场强度方向的夹角为120°，由几何关系得两者的合电场强度大小为E＝E1＝k，根据O点的合电场强度为0，则放在D点的点电荷带负电，在O点产生的电场强度大小为E′＝E＝k，又E′＝k，联立解得q＝，故选C。 D.小球从B点到C点，电场力的平均功率为Eq 小球由A到B过程，根据动能定理(qE＋mg)L＝mv2，由B到C，小球做类平抛运动，有L＝at2，a＝，x＝vt，解得x＝2L，t＝，故B正确； 小球从B点到C点，电场力的平均功率P＝＝ ，故D错误。 $