第一章 静电场的描述 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（粤教版）

该高中物理课件是第一章静电场的章末复习资料，系统梳理了物理观念核心内容，包括点电荷等电荷类型、电荷守恒与库仑定律、电场力和能的性质，通过分类归纳建立知识网络，清晰呈现概念与规律的内在逻辑。 其亮点是以核心素养为导向，科学思维层面通过点电荷模型分析、比值定义法理解电场强度等培养模型建构与科学推理能力，科学探究结合库仑扭秤实验思想设计训练题，如等势面轨迹分析题，综合训练题分层设置选择与计算，助力学生巩固知识，为教师提供针对性复习素材。

DIYIZHANG 第一章 章末素养提升 1 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____________所带电荷量的绝对值 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(或质子) 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_______、_______ 一切 力 正 点电荷 切线方向 电场强度 强弱 不闭合 不相交 物理观念 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＝_____ 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·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1 √ 提能 综合训练 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。 　(多选)(2023·广州市高二开学考试)如图，长方体左右两个正方形平面的中心固定两个等量同种正电荷A和B，AB连线中点为O。长方体的四条边的中点有a、b、c、d四个点。下列说法正确的是 A.a、b、c、d电势均相同 B.a、b、c、d场强均相同 C.电子从a沿aO方向移动到c，电势能先减少后增加 D.abcd组成的平面是等势面 例2 √ √ 如图所示为两个等量同种正电荷周围电场分布，对比 题图可知，由于对称性，a、b、c、d电势均相同，场 强大小相等、方向不同，A正确，B错误； aOc连线上，O点电势最高，故从a到c过程，电势先升 高、后降低，由Ep＝－eφ可知，电子从a沿aO方 向移动到c，电势能先减少后增加，C正确； 等势面始终垂直于电场线，由题图可知，abcd组 成的平面不是等势面，D错误。 　(多选)(2024·湛江市高二期末)我国的特高压直流输电是中国在高端制造领域领先世界的一张“名片”，特别适合远距离输电，若直流高压线掉到地上时，它就会向大地输入电流，并且以高压线与大地接触的那个位置为圆心，形成一簇如图所示的等差等势线同心圆，A、B、C、D是等势线上的四点，当人走在地面上时，如果形成跨步电压就会导致两脚间有电势差而发生触电事故，如图所示，则 A.电势的大小为φA>φB＝φD>φC B.电场强度的大小为EA>EB＝ED>EC C.AB间距离等于BC间距离的2倍 D.人从B沿着圆弧走到D会发生触电 例3 √ √ 根据题意，圆心处的电势最高，向外越来越低， 电势的大小为φA>φB＝φD>φC，故A正确； 电场强度可以通过等差等势线的疏密来判断，由 题图可知电场强度的大小为EA>EB＝ED>EC，故B 正确； AB间的平均场强大于BC间的平均场强，由题图可知AB的电势差等于BC电势差的二倍，根据E＝ ，可以定性判断出AB间距离小于BC间距离的2倍，故C错误； B和D在同一条等势线上，人从B沿着圆弧走到D，两脚间不会形成电势差，不会发生触电，故D错误。 　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4 √ 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， 则C、D两点的电势差UCD＝－UDC＝－2 V，故选C。 　(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变化的关系图像如图乙所示，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。 　如图所示，在一光滑绝缘、半径为R的竖直半圆弧槽ABC的圆心O处固定一电量为＋Q的带电小球，现将一质量为m、电量为＋q的光滑小球从A点由静止释放，求小球到达最低点B时对槽的压力大小。 例6 设小球到达B点时的速度大小为v，槽对小球的支持力为FN，小球从A 到B的过程，静电力不做功，由动能定理得 在B点，合力提供向心力，有 BENKEJIESHU 本课结束 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＝UFC＝UAC＝2 V， 答案　3mg＋k 由牛顿第三定律得小球到达最低点B时对槽的压力大小为3mg＋k。 mgR＝mv2 FN－mg－k＝m 联立两式得FN＝3mg＋k $