第10章 8 静电场中的能量 单元过关检测（二）（课件PPT）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理必修第三册（人教版）

该高中物理单元复习课件系统梳理了静电场的核心知识，涵盖电场强度、电势、电势能、电容等概念及库仑定律、电容公式等规律，通过单项选择、多项选择及非选择题，将概念辨析、规律应用与实际情境串联，帮助学生构建完整的静电学知识体系。 其亮点在于注重科学探究与科学思维的培养，如“用传感器观察电容器充放电”实验题，引导学生通过数据图像分析电荷量变化，培养科学探究能力。计算题如带电滑块在电场中的运动，需运用动能定理与电场力分析，提升科学推理与模型建构能力。分层设计让学生巩固基础并拓展思维，教师可精准把握学情，提高复习效率。

单元过关检测（一） 1 √ 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1．我国古人最早发现了尖端放电现象，并将其用于生产生活，如许多古塔的顶端采用“伞状”金属饰物在雷雨天时保护古塔。雷雨中某时刻，一古塔顶端附近等势线分布如图所示，相邻等势线电势差相等，则a、b、c、d四点中电场强度最大的是(　　) A．a点　 B．b点　 　C．c点　 D．d点 解析：在静电场中，等差等势线的疏密程度反映电场强度的大小。题图中c点的等差等势线相对最密集，故该点的电场强度最大。 4 5 6 7 8 1 9 10 12 11 2 3 15 14 13 单元过关检测 √ 2．某同学利用电容式传感器设计了一款汽车油量监测系统，如图所示，极板M、N组成的电容器视为平行板电容器，M固定，N通过一绝缘轻杆与漂浮在油面上的浮子Q相连，浮子Q上下移动带动N上下移动，可通过测量电容器极板之间电压来监测油量的多少。当汽车油量减少时，极板M、N的距离增大，若极板上电荷量保持不变，则该电容器(　　) A．电容减小 B．极板间电压变小 C．极板间电压不变 D．极板间电场强度变大 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 15 14 13 单元过关检测 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 15 14 13 单元过关检测 √ 3．如图是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸极接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为等势面，在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极，a、b是其路径上的两点，不计液滴重力，下列说法正确的是(　　) A．a点的电势比b点的低 B．a点的电场强度比b点的小 C．液滴在a点的加速度比在b点的小 D．液滴在a点的电势能比在b点的大 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 15 14 13 单元过关检测 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 15 14 13 单元过关检测 √ 4．三条等势线如图所示，其中A、B两点在不同等势线上，下列说法正确的是(　　) A．电子在A点的电势能为－10 J B．电子在A点受到的电场力比B点大 C．电子从A点移动到B点，电场力所做的功为6 eV D．电子从A点移动到B点，电势能减少4 eV 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 15 14 13 单元过关检测 解析：根据Ep＝φq可知，电子在A点的电势能Ep＝－10 eV＝－1．6×10－18 J，A错误；根据U＝Ed可知，等差等势面越密的位置，电场强度越大，则A点电场强度大于B点电场强度，所以电子在A点受到的电场力比B点大，B正确；电子从A点移动到B点，电场力所做的功WAB＝－eUAB＝－e(φA－φB)＝－4 eV，电势能增加4 eV，C、D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 15 14 13 单元过关检测 √ 5．如图所示的是描述甲、乙两个点电荷电场的部分电场线，下列说法正确的是(　　) A．甲带负电，乙带正电 B．甲的电荷量大于乙的电荷量 C．P点的电场强度大小小于Q点的电场强度 D．在P点由静止释放一个带正电的粒子，仅在静电力的作用下，粒子会沿电场线运动到Q点 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 15 14 13 单元过关检测 解析：根据电场线分布特点，可判断出甲带正电，乙带负电，并且甲的电荷量大于乙的电荷量，故A错误，B正确；根据电场线的疏密程度可以判断出P点的电场强度大小大于Q点的电场强度，故C错误；在P点静止释放一个带正电的粒子，仅在静电力的作用下，粒子沿P点电场线的切线方向从静止加速，不会沿电场线，故D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 15 14 13 单元过关检测 √ 6．如图所示，正三棱柱ABC－A′B′C′的A点固定一个电荷量为＋Q的点电荷，C点固定一个电荷量为－Q的点电荷，D、D′点分别为AC、A′C′边的中点，选无穷远处电势为零。下列说法正确的是(　　) A．B、B′、D、D′四点的电场强度相同 B．将一负试探电荷从A′点移到C′点，其电势能增加 C．将一正试探电荷沿直线从B点移到D′点，静电力做正功 D．将一正试探电荷沿直线从B点移到D′点，静电力做负功 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 15 14 13 单元过关检测 解析：分别画出两点电荷在B、B′、D、D′四点的电场强度，然后进行电场强度的合成可以得到两个点电荷在这四点的电场强度方向均平行于AC，方向由A指向C，但各点到两电荷距离不同，则电场强度大小不同，故A错误；A′C′沿线电场强度方向由A′指向C′，从A′点到C′点电势降低，但试探电荷为负电荷，故电势能增加，故B正确；几何体为正三棱柱，D、D′点分别为AC、A′C′边的中点，所以BDB′D′为AC的中垂面，也就是等势面，各处电势相等，电势能相等，静电力不做功，故C、D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 15 14 13 单元过关检测 √ 7．一带负电的粒子只在静电力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x的变化如图所示，其中O～x2段是抛物线，x1处是顶点，x2～x3段是直线，且与抛物线相切。粒子在O～x3运动过程中，下列判断正确的是(　　) A．x1处的电势最高 B．O～x1段粒子动能增大 C．x1～x2段粒子加速度增大 D．x2～x3段粒子做匀速直线运动 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 15 14 13 单元过关检测 解析：根据Ep＝qφ可知，因为x1处的电势能最高，而粒子带负电，所以电势最低，A错误；因为粒子只受到静电力，所以粒子的电势能与动能之和不变，因为O～x1段粒子电势能增大，所以动能减小，B错误；在Ep－x图像中，图线斜率的绝对值代表静电力的大小，而x1～x2段斜率绝对值增大，粒子受到的静电力也增大，所以加速度增大，C正确；x2～x3段图线斜率不变，粒子受到的静电力不变，粒子做匀加速直线运动，D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 15 14 13 单元过关检测 √ 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题意，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 8．关于电荷和静电场，下列说法正确的是(　　) A．一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变 B．电场线与等势面垂直，且由电势低的等势面指向电势高的等势面 C．点电荷仅在静电力作用下从静止释放，该点电荷的电势能将减小 D．点电荷仅在静电力作用下从静止释放，将从高电势的地方向低电势的地方运动 √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 15 14 13 单元过关检测 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 15 14 13 单元过关检测 √ 9．两个位于纸面内的点电荷产生电场的等势面如图中实线所示，相邻等势面间的电势差相等。虚线MPN是一个电子在该电场中的运动轨迹，轨迹与某等势面相切于P点。下列说法正确的是(　　) A．两点电荷可能是异种点电荷 B．A点的电场强度比B点的大 C．A点的电势高于B点的电势 D．电子运动到P点时动能最小 √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 15 14 13 单元过关检测 解析：根据电荷间等势面的分布情况可知两点电荷是同种点电荷，又根据电子在该电场中的运动轨迹可判断电子一直受到排斥的力，故可知两点电荷为同种负电荷，故A错误；根据等势面的疏密程度可以判断A点的电场强度比B点的小，故B错误；因为两点电荷是同种负电荷，电场线指向负电荷，故可知A点的电势高于B点的电势，故C正确；根据电子的运动轨迹和电场线的方向可知由M到P静电力做负功，由P到N静电力做正功，由M到P动能减小，由P到N动能增加，故电子运动到P点时动能最小，故D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 15 14 13 单元过关检测 √ √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 15 14 13 单元过关检测 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 15 14 13 单元过关检测 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．(6分)如图，在匀强电场中有一虚线圆，ab和cd是圆的两条直径，其中ab与电场方向的夹角为60°，ab＝0．2 m，cd与电场方向平行，a、b两点的电势差Uab＝20 V。电子在a点的电势能________(选填“大于”“小于”或“等于”)在c点的电势能；将电子从c点移到d点，静电力做功为________eV。 大于 －40 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 15 14 13 单元过关检测 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 15 14 13 单元过关检测 12．(10分)在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图甲所示连接电路。电源的电压恒为6．0 V。单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，把开关再改接2。实验中使用了传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流I随时间t变化的曲线如图乙所示。 (1)实验选用的电容器外壳上标有“25 V 4 700 μF”，则关于该电容器，下列说法正确的是________。 A．击穿电压为25 V B．正常工作时电压不应超过25 V C．只有接在25 V的电压两端时，电容器才能正常工作 D．此电容器在20 V电压下工作时，电容为3 760 μF B 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 15 14 13 单元过关检测 解析：实验选用的电容器外壳上标有“25 V 4 700 μF”，则该电容正常工作时电压不应超过25 V，电容为4 700 μF。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 15 14 13 单元过关检测 (2)开关S接1时，电容器的a极板带________(选填“正”或“负”)电。 解析：开关S接1时，a极板与电源正极相连，电容器充电，a极板带正电。 正 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 15 14 13 单元过关检测 (3)通过分析可知，图乙中图像与横轴围成的面积表示的物理量是________。不改变电路其他参数，只增大电阻R的阻值，则此过程的I－t曲线与横轴围成的面积将________(选填“增大”“减小”或“不变”)。 解析：根据q＝It可知，题图乙中图像与横轴围成的面积表示的物理量是电荷量。只增大电阻R，并不能改变电容器的充好电时的电荷量，故此过程的I－t曲线与坐标轴所围成的面积将不变。 电荷量 不变 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 15 14 13 单元过关检测 13 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 12 15 14 单元过关检测 13 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 12 15 14 单元过关检测 (2)小球从A点运动到B点的过程中，静电力对小球做的功W。(6分) 13 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 12 15 14 单元过关检测 14．(12分)一束初速度不计的一价正粒子，带电量e＝1．6×10－19 C，在经U＝5 000 V的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若板间距离d＝1．0 cm，板长l＝5．0 cm，两个极板上电压为400 V，已知粒子的质量为4×10－30 kg(重力忽略不计)，求： (1)粒子进入偏转电场时的速度大小v0；(3分) 答案：2×107 m/s　 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 12 15 14 13 单元过关检测 (2)粒子在两板间运动的时间；(3分) 解析： 粒子沿极板方向做匀速直线运动，根据 l＝v0t 解得t＝2．5×10－9 s。 答案：2．5×10－9 s　 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 12 15 14 13 单元过关检测 (3)偏转电场对粒子做的功。(6分) 答案：3．2×10－17 J 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 12 15 14 13 单元过关检测 15．(14分)如图所示，在绝缘粗糙的水平面上的A处固定一未知点电荷QA，将质量为m、电荷量为＋q的带电物块(可视为点电荷)从B点由静止释放，物块滑到C点时速度达到最大，物块滑到D点时停止运动。已知A、B和B、C间的距离均为L，C、D间的距离为2L，物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0．4，重力加速度大小为g，不计空气阻力。求： (1)QA的电量及带电性质；(6分) 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 12 15 14 13 单元过关检测 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 12 15 14 13 单元过关检测 (2)物块在B点释放瞬间的加速度大小；(4分) 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 12 15 14 13 单元过关检测 (3)B、D两点间的电势差UBD。(4分) 4 5 6 7 8 9 10 11 2 3 1 12 15 14 13 单元过关检测 $