第一章专题提升 电场的性质 课件 -2025-2026学年高二上学期物理粤教版必修第三册

该高中物理静电场单元复习课件系统梳理了电场线、等势面与运动轨迹综合分析，电场中的v-t、φ-x、E-x三类图像解读，以及电场功能关系等核心内容，通过知识归纳串联各知识点内在逻辑，帮助学生构建以运动和相互作用、能量观念为核心的静电场认知网络。 其亮点在于采用“知识归纳-典型剖析-对点演练”递进式复习链条，典型剖析选用高考模拟题，结合“教你析题”引导科学推理与模型建构，对点演练和随堂检测分层设计基础与综合题，培养学生科学思维与问题解决能力，助力教师精准把握学情，提升单元复习效率。

第一章　静电场的描述 专题提升　电场的性质 重难探究·能力素养全提升 探究点一　电场线、等势面和运动轨迹的综合 知识归纳 1.已知等势面的分布,根据电场线和等势面相互垂直可以绘制电场线. 2.由电场线和等差等势面的疏密,可以比较不同点的电场强度大小,电场线或等差等势面密集处,电场强度较大. 3.根据电荷的运动轨迹可以判断电荷受力方向和做功的正负,从而判断电势能的变化情况,注意电场力与电场线相切,且指向轨迹的凹侧. 典例剖析 【例题1】 (2025广东茂名模拟预测)图中虚线为某电场中等势面的分布情况,一电子仅在电场力作用下沿实线运动,其中a、b、c三点分别为电子运动轨迹与等势面的交点.关于电子的运动过程,下列说法正确的是(　　) A.电子的加速度逐渐减小 B.电场力始终对电子做正功 C.电子的电势能逐渐增大 D.电子在ab段和bc段动能的变化量相等 D 解析 若电子由a点入射,根据题图等势面分布的疏密程度可知,轨迹上各点电场强度逐渐减小,则电子受到的电场力逐渐减小,加速度逐渐减小,电场力指向轨迹凹侧且与等势面垂直,则电场力始终对电子做正功,电子的电势能逐渐减小.同理,若电子由c点入射,则与以上情况恰好相反,而在题目条件中电子的入射点未知,故A、B、C错误;不管电子由a点还是c点入射,ab段和bc段的电势差相等,根据W=qU可知,电场力做功一定相等,则动能的变化量一定相等,故D正确. 对点演练 1.如图所示,图中的实线表示电场线,虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹.粒子先经过M点,再经过N点,可以判定(　　) A.粒子在M点的速度大于在N点的速度 B.粒子在M点的电势能大于在N点的电势能 C.M点的电势小于N点的电势 D.M点的电场强度大于N点的电场强度 B 解析 过轨迹与电场线的交点做沿电场线方向的切线和沿轨迹方向的切线,如图所示,F为该点电场力的方向,由此可知,从M点到N点,电场力对粒子做正功,电势能减小,动能增大,速度也增大,且正电荷在电势高的地方电势能大,故M点的电势大于N点的电势,N点的电场线较密集,M点的电场强度小于N点的电场强度.故选B. 探究点二　电场中的三类图像 知识归纳 1.v-t图像 根据v-t图像的速度变化、斜率变化(即加速度的变化),确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况,进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化. 2.φ-x图像 (1)φ-x图像的斜率表示电场强度,电场强度为零处,φ-x图像存在极值,其切线的斜率为零. (2)在φ-x图像中可以直接判断各点电势的大小,并可根据电势大小关系确定电场强度的方向. (3)在φ-x图像中分析电势能的变化时,可用WAB=qUAB分析WAB的正负,然后作出判断. 3.E-x图像 在给定了电场的E-x图像后,可以确定电场强度的变化情况、电势的变化情况,E-x图像与x轴所围图形的“面积”表示电势差.在与粒子运动相结合的题目中,可进一步确定粒子的电性、动能变化、电势能变化等情况. 典例剖析 【例题2】 (2025广东深圳高二期中)如图甲所示,雷雨天,在避雷针附近产生电场,其等势面的分布如虚线所示.电场中沿水平方向在某区域建立坐标轴Ox,轴上各点电势分布如图乙所示,b为图线最高点,则(　　) A.b点电场强度为零 B.b点电场强度竖直向上 C.a、c两点电场强度方向相反 D.沿水平方向b点距离避雷针比c点更远 甲 乙 B 解析 在φ-x图像中,图线的斜率表示电场强度,b点为图像中的最高点,则可知b点处的斜率为0,则b点处水平方向的电场强度为0,只有竖直方向的电场强度,沿着电场线方向电势降低,所以b点电场强度竖直向上,故A错误,B正确;在φ-x图像中,a、c两点处的斜率不同,则可知a、c两点处水平方向的电场强度大小不同,方向也不同,竖直方向的电场强度方向竖直向上,所以合电场强度方向一定不相反,故C错误;由图可知,离避雷针越近,电势越高,结合φ-x图像可知b点电势更高,即b点更靠近避雷针,故D错误. 对点演练 2.(多选)电场在x轴上的电场强度E随x的变化关系如图所示,x轴正方向为电场强度正方向,带正电荷的点电荷沿x轴运动,则该点电荷(　　) A.在x2和x4处电势能相等 B.由x1运动到x3的过程中电势能增大 C.由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小 D.由x1运动至x4的过程中电场力先减小后增大 BC 解析 由题图可知,x1到x4电场强度先变大,再变小,则该点电荷受到的电场力先增大后减小,C正确,D错误;由x1到x3和由x2到x4的过程中,电场力做负功,电势能增大,A错误,B正确. 探究点三　电场中的功能关系 知识归纳 1.计算电场力做功的常用方法 (1)利用电场力做功与电势能的关系求解:WAB=EpA-EpB=-ΔEp. (2)利用W=Fd求解,此公式只适用于匀强电场. (3)利用公式WAB=qUAB求解. (4)利用动能定理W合=ΔEk求解. 2.分析电荷电势能变化的方法 (1)公式法:由公式Ep=qφ判断. (2)做功法:电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加,即 W=Ep1-Ep2. (3)电荷法:正电荷在电势高的地方电势能大.负电荷在电势低的地方电势能大. 典例剖析 (1)A'点的电场强度; (2)小球在A'点的速度大小; (3)若小球经过O点时速度大小为v,求A、O两点间电势差UAO. 【例题3】 如图所示,带电绝缘圆环环面水平放置在支架(图中未画出)上,O点为圆环的圆心,虚线过圆心且与环面垂直,A、A'关于O点对称.AA'距离为2h.圆环上面均匀分布有电荷量+Q(Q>0).在A点,电场强度的大小为E,方向竖直向上.将一质量为m、电荷量为-q(q>0)的小球在A点无初速度释放,小球沿虚线运动,已知重力加速度为g,静电力常量为k,不计空气阻力.求: 解析 (1)由对称性可知,A'点的电场强度大小跟A点的电场强度大小相同,方向相反,故A'点的电场强度大小为E,方向竖直向下. (2)设小球经过A'点的速度大小为v0,由对称性可知,此过程电场力做功为零,有 教你析题 读取题干 获取信息 带电绝缘圆环环面水平放置 AA'竖直 圆环上面均匀分布有电荷量 不能看成点电荷 A、A'关于O点对称 两点电场强度也对称,电势相等 AA'距离为2h 可以求重力做功 小球,已知重力加速度为g 考虑重力 教你破题 对点演练 3.(多选)带电小球从A点运动到B点的过程中,重力做功为3 J,电场力做功为1 J,克服空气阻力做功为0.5 J,则带电小球在A点的(　　) A.重力势能比在B点大3 J B.电势能比在B点小1 J C.动能比在B点小3.5 J D.机械能比在B点小0.5 J ACD 解析 带电小球从A点运动到B点的过程中,重力做功为3 J,说明重力势能减小3 J,A正确;电场力做功1 J,说明电势能减小1 J,B错误;由动能定理可知动能的变化量等于合外力所做的功,即动能增加3.5 J,C正确;机械能的变化量等于除重力之外的力所做的功,即机械能增加0.5 J,D正确. 学以致用·随堂检测全达标 1 2 3 1.(电场中的三类图像)如图甲所示,A、B是某一条电场线上的两点.一点电荷仅在电场力的作用下从A点运动到B点,其v-t图像如图乙所示.下列说法正确的是(　　) A.A点的电势比B点的低 B.A点的电势比B点的高 C.该点电荷在A点的电势能比在B点的小 D.该点电荷在A点的电势能比在B点的大 D 1 2 3 解析 根据v-t图像可知,该点电荷从A点运动到B点的过程中,速度逐渐变大,即动能逐渐变大,由于仅受电场力作用,则电场力做正功,根据电场力做功与电势能的关系可知电势能降低,即该点电荷在A点的电势能比在B点的大,故C错误,D正确;根据电势与电势能的关系 ,由于不知道该点电荷的电性,故无法判断电势的高低,故A、B错误. 1 2 3 2.(等势面与运动轨迹)在α粒子(可视为点电荷)散射实验中,虚线是以原子核P(可视为点电荷)为圆心的同心圆,相邻两个同心圆之间的间距相等,实线为一α粒子运动的轨迹,a、b、c为轨迹上的三个点.则(　　) A.在a、b、c三点,α粒子在a点的加速度最大 B.在a、b、c三点,α粒子在a点的动能最小 C.在a、b、c三点,α粒子在b点的电势能最大 D.两点间的电势差 C 1 2 3 1 2 3 3.(电场中的功能关系) 电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示.A为阳极,K为阴极,两极之间的距离为d,在两极之间加上高压U.一电子从K极由静止加速运动到A极,不考虑电子所受重力,电子的电荷量为e,则下列说法正确的是(　　) A.A、K之间的电场强度大小为 B.电子到达A极板时的动能小于eU C.电子从K极到A极的过程中,电场力做的功为eU D.电子从K极到A极的过程中,电子的电势能逐渐增大 C 1 2 3 解析 由图可知,A、K之间的电场为非匀强电场,则A、K之间的电场强度不能用 来求解,即A、K之间的电场强度不等于 ,A错误;根据动能定理有eU=Ek-0,解得Ek=eU,B错误;电子在运动过程中,电场力做正功,电势能减小,电场力做功为eU,则电势能减小eU,C正确,D错误. 2mgh= 解得v0=2. (3)小球从A点到O点由动能定理有-qUAO+mgh=mv2 解得UAO=. 答案 (1)E,方向竖直向下　(2)2　(3) +Q φ= 解析 α粒子和原子核间的库仑斥力产生加速度,由牛顿第二定律可得a=,α粒子在a点与原子核P距离最大,加速度最小,故A错误.由题图可知,α粒子从a点到b点过程,库仑斥力做负功,α粒子的动能减小,电势能增大;α粒子从b点到c点过程,库仑斥力做正功,α粒子的动能增大,电势能减小;则α粒子在b点的动能最小,电势能最大,故B错误,C正确.根据点电荷电势分布特点可知,每个同心圆都是等势面,则有,故D错误. $