第1章 静电场与电场强度 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（鲁科版）

本高中物理静电场单元复习课件，系统梳理点电荷理想化模型、库仑定律、电场强度（比值定义法）、电场线等核心知识，通过控制变量法、微小量放大法等科学思维方法串联，构建“模型建构-实验探究-规律应用”的逻辑网络，强化知识点内在联系。 特色在于融合科学思维与科学探究，设计“方法梳理-分层训练-实际应用”路径：如结合库仑扭秤实验理解微小量放大法，通过电场强度叠加计算、静电平衡分析等分层习题（单选、多选、计算）提升科学推理能力；设置静电利用与防护讨论题培养科学态度与责任，助力学生巩固知识，教师高效开展针对性复习。

DIYIZHANG 第1章 章末素养提升 1 物理观念 与电荷有关的概念 1.点电荷：带电体的 、 及 等因素对它与其他带电体之间相互作用的影响可以忽略时。 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。 形状 大小 电荷分布 激发电场 电荷量 电子 电荷量 质量 再现 素养知识 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 ，只能从物体的一部分， 到另一部分或者从一个物体___ 到另一个物体；在转移过程中，电荷的 保持不变。 2.库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力F，与它们的 成正比，与它们的距离的 成反比；作用力的方向沿着 ，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。这个规律叫作库仑定律。这种电荷之间的相互作用力叫作 或 。 创造 消灭 转移 转 移 总量 电荷量Q1、Q2的乘积 二次方 它们的连线 静电力 库仑力 物理观念 电场 强度 1.定义式：E＝ (适用于 电场)； 决定式：E＝ (适用于 )。 2.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 、 。 一切 点电荷 切线方向 电场强度 强弱 不闭合 不相交 科学思维 理想 化模型 点电荷 控制 变量法 库仑定律的探究 微小量 放大法 库仑扭秤实验 比值 定义法   形象 描述 电场线 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.会从微观的角度认识物体带电的本质。 2.通过实验观察静电现象，培养严谨细致的科学态度。 3.通过了解库仑扭秤实验的巧妙设计，体会科学思想和方法。 4.通过了解生活中关于静电的利用和防护，能对利用和防护静电的一些行为发表自己的观点，有进行科学普及的兴趣和责任感。 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1 √ 提能 综合训练 对P、Q整体进行受力分析可知，在水平方向上整体所受静电力为零，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的静电力应水平向左，所以P带负 电荷，Q带正电荷，选项C错误，D正确。 (多选)(2023·云南省弥勒四中高二月考)如图所示为一对不等量异种点电荷A、B的电场线，从C点到D点的虚线为不计重力的带电粒子运动轨迹，下列说法正确的是 A.A电荷的电荷量大于B电荷的电荷量 B.电场中各点的电场强度方向就是正试 探电荷所受静电力方向 C.图中没有电场线的空白区域没有电场 D.带电粒子带负电 例2 √ √ 根据电场线的分布可知，A电荷的电荷量大 于B电荷的电荷量，故A正确； 电场中正试探电荷受到的静电力方向与该点 的电场方向相同，故B正确； 电场线是假想的，题图中没有电场线的空白区域也有电场，故C错误； 带电粒子仅在静电力作用下从C点运动到D点的轨迹如题图所示，由所受静电力指向弯曲一侧，且静电力方向与电场方向在同一直线上，可知带电粒子受到的静电力方向与电场方向相同，粒子带正电，故D错误。 (多选)如图所示，在M点有电荷量为Q的负点电荷，在距离点电荷为r处放入厚度为d的平行金属板，N为金属板内距表面为 的点，MN连线与金属板表面垂直，静电力常量为k。当金属板处于静电平衡时，下列说法正确的是 A.金属板的左侧面感应出正电荷 B.金属板的左侧面感应出负电荷 C.感应电荷在N点产生的电场强度大小为E＝ ， 方向沿MN连线向右 D.感应电荷在N点产生的电场强度大小为E＝ ，方向沿MN连线向右 例3 √ √ M点处的点电荷带负电，故在金属板的左侧 面感应出正电荷，A正确，B错误； 由静电平衡可知，金属板内部合电场强度为 零，故感应电荷在N点产生的电场强度与点 电荷在N点产生的电场强度等大反向，根据 E＝ 可得，感应电荷在N点产生的电场强度大小为E＝ ，方向沿MN 连线向右，C错误，D正确。 (2023·重庆卷)真空中固定有两个点电荷，负电荷Q1位于坐标原点处，正电荷Q2位于x轴上，Q2的电荷量大小为Q1的8倍。若这两点电荷在x轴正半轴的x＝x0处产生的合电场强度为0，则Q1、Q2相距 例4 √ (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 (2023·广东茂名市高二期中)空间中三点A、B和C是直角三角形的三个顶点，且AB＝4 cm，∠CAB＝37°，现将点电荷QA和QB分别放在A、B两点，测得C点的电场强度大小为EC＝8 N/C，方向如图所示，(静电力常量k＝9×109 N·m2/C2，sin 37°＝0.6)求： (1)QA产生的电场在C点的电场强度大小和方向； 例6 答案　10 N/C　由C指向A 如图所示，根据矢量叠加法则可知QA在C点产生的电场强度方向一定由C指向A，而QB在C点产生的电场强度方向一定由B指向C，所以有EC＝EAcos 37° 解得EA＝10 N/C (2)QA电荷量大小； 答案　2.8×10－12 C 解得QA≈2.8×10－12 C 根据前面分析可知QA带负电， (3)若在C点放一个q＝－2×10－8 C的试探电荷， 这个试探电荷受到的静电力大小和方向。 答案　1.6×10－7 N　由A指向B 试探电荷受到的静电力大小为F＝|q|EC＝1.6×10－7 N 由于试探电荷带负电，所以F的方向与EC的方向相反，为由A指向B。 (2024·长沙市同升湖高级中学高二月考)如图所示，带电小球A和B(可视为点电荷)放在倾角为30°的光滑固定绝缘斜面上，已知A球的质量为m，所带电荷量为＋q，B球的质量为2m，所带电荷量为－q。沿斜面向上的恒力F作用于A球，可使A、B保持间距r不变且沿斜面向上做匀加速直线运动，已知重力加速度为g，静电力常量为k，求： (1)加速度a的大小； 例7 A球和B球的加速度相同，隔离B球， 由牛顿第二定律有F库－2mgsin 30°＝2ma (2)F的大小。 把A球和B球看成整体，A、B间的库仑力为系统内力，由牛顿第二定律有 F－3mgsin 30°＝3ma BENKEJIESHU 本课结束   k  E＝ k A.x0 B.(2－1)x0 C.2x0 D.(2＋1)x0 依题意，两点电荷电性相反，且Q2的电荷量较大，所以Q2应位于x轴的负半轴，设两点电荷相距L，根据电场强度叠加原理可得＝，又Q2＝8Q1，解得L＝(2－1)x0，故选B。 A.正电荷，q＝ B.正电荷，q＝ C.负电荷，q＝ D.负电荷，q＝ 长非常小，故可看成点电荷，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。 根据几何关系可得AC＝＝5 cm 根据点电荷电场强度公式有EA＝k 答案　－ 根据库仑定律，两球相互吸引的库仑力F库＝k＝k 所以a＝－。 答案　 解得F＝。 $