第9章 第1讲 静电场及其应用 课件 -2027届高考物理一轮复习考点精讲

该高中物理高考复习课件聚焦“静电场”专题，依据课标要求覆盖电荷守恒、库仑定律、电场强度、电场线、带电粒子运动等核心考点，结合学业要求明确“带电粒子在电场中运动”等水平2、3的高频考点，通过广东近五年学选考真题分析，归纳出静电除尘器、密立根油滴实验等常考情境题型。 课件亮点在于“真题情境+考点突破+素养提升”，如以2023年学选考带电粒子运动题为例，运用科学思维中的模型建构（点电荷模型）和科学推理（库仑定律矢量合成），详解电场强度叠加的对称法和动力学分析技巧，帮助学生掌握答题规律，教师可据此精准定位复习重点，提升备考效率。

第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 第1讲　静电场及其应用 -‹#›- 第九章　静电场 1．知道点电荷模型。 2．能用电荷守恒分析静电现象。 3．知道两个点电荷间相互作用的规律。 4．知道电场强度。 5．会用电场线描述电场。 6．知道静电的利用与防护。 -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 × × × × √ -‹#›- 第九章　静电场 D -‹#›- 第九章　静电场 B -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 C -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 C -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 A -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 ABC -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 BC -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 B -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 C -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 AC -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 C -‹#›- 第九章　静电场 -‹#›- 第九章　静电场 谢谢观看 -‹#›- 第九章　静电场 课标 内容 1．通过实验，了解静电现象。能用原子结构模型和电荷守恒的知识分析静电现象。 2．知道点电荷模型。知道两个点电荷间相互作用的规律。体会探究库仑定律过程中的科学思想和方法。 3．知道电场是一种物质。了解电场强度，体会用物理量之比定义新物理量的方法。会用电场线描述电场。 4．知道静电场中的电荷具有电势能。了解电势能、电势和电势差的含义。知道匀强电场中电势差与电场强度的关系。 5．观察常见的电容器，了解电容器的电容，观察电容器的充、放电现象。能举例说明电容器的应用。 6．了解生产生活中关于静电的利用与防护。 7．能分析带电粒子在电场中的运动情况，能解释相关的物理现象 对应 教材 粤教版必修第三册P1～53；人教版必修第三册P1～51 学业 要求 学业要求 水平 知道点电荷模型、电荷守恒和库仑定律 2 能用电势差与电场强度的关系解决实际问题 2 能用电势能分析电学中的能量转化问题 2 能解决带电粒子在电场中运动的问题 2、3 能完成“观察电容器的充、放电现象”实验 2 考查 载体 1．生活实践问题情境：与大自然中物理相关的现象，与生产生活紧密联系的物理问题，与科技前沿、国家重大科技工程相关的情境。如：静电除尘器、电容器、直线加速器、示波管等。 2．学习探索问题情境：与物理学史、课程标准、新教材、科学探究相关的问题情境。如：电场线、匀强电场、电势、等势面等 命题 思路 1.命题方式:电场每年都会考选择题,主要考查电场强度、电势能、电势等知识的应用;带电粒子在匀强电场中的运动则多以计算题形式考查。 2.命题重点:重点考查从“电场线、等势面”图像提取信息,分析比较电场强度、电势分布与带电粒子的电势能;通过共点力平衡分析库仑力,以及通过电容器动态变化分析电荷量、电压的变化等。 3.命题难点:难点在于对带电粒子在匀强电场中加速和偏转问题的综合分析与运算 广东 真题 2021年适应考：T4静电除尘器 2021年学选考：T6静电推进装置 2022年学选考：T14密立根油滴实验 2023年学选考：T9带电粒子在电场中的运动 2024年学选考：T8用电泳技术进行沉淀去污，考查电势、电势能、电场强度等 2025年学选考：T15带电粒子在电场中的运动综合问题，求带电量Q、电场力对粒子做的功W等 考点一　点电荷　电荷守恒定律 【考点内化】 1．元电荷与点电荷。 比较项 元电荷 点电荷 物理本质 电荷量的单位(电荷量) e＝1.60×10-19 C 理想化模型 带电荷量 等于一个电子(或质子)带电荷量的绝对值 可以为电子或质子带电荷量的任意整数倍 2．电荷守恒定律。 电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到其他物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。在任何转移的过程中，电荷的总量保持不变。这个规律叫作电荷守恒定律。我们可以根据电荷守恒计算物体带电荷量多少，例如大小完全相同的两个金属小球相互接触时： (1)一个带电，另一个不带电，则电荷量平分。 (2)两小球带同种电荷则电荷量相加再平分。 (3)两小球带异种电荷则正负电荷量中和后再平分。 【考点过关】 请判断有关点电荷、元电荷的表述正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)元电荷就是质子或电子。(　　) (2)元电荷所带电荷量等于1库仑。(　　) (3)只有球形的带电体才能看作点电荷。(　　) (4)只有所带电荷量很小的带电体才可以看作点电荷。(　　) (5)通常物体的电荷量是元电荷的整数倍。(　　) 【考教衔接】 　(单选)(教材改编)下图展示了感应起电的过程：相互接触的金属导体A、B放在绝缘支架上，带正电的金属导体C靠近导体A，然后把A、B分开，再把B与C撤走，则A带上了电荷。下列说法正确的是(　　) A．A带的是正电荷 B．C靠近时，A、B带上同种电荷 C．整个过程中，C没有损耗电荷，因此感应起电能够创造电荷 D．感应起电过程中，A、B两导体产生的电荷量相等，总电荷量守恒 【练习1】　(单选)西晋的《博物志·杂说上》记载：“今人梳头脱著衣时，有随梳解结有光者，亦有咤声。”这是关于摩擦起电产生火花并发出声音的记载。关于摩擦起电，下列说法正确的是(　　) A．摩擦起电，使质子从一个物体转移到另一个物体 B．两种不带电的绝缘体摩擦后，带等量异种电荷 C．摩擦能产生电子和质子 D．摩擦起电表明，电荷的总量并不守恒 解析：由于不同物质对电子的束缚本领不同，两个不带电的物体摩擦时，对电子束缚本领强的物质就会得到电子而带负电，而对电子束缚本领弱的物质就会失去电子从而带上等量的正电荷，因此摩擦起电的本质是正负电荷的分离，并没有产生新的电荷，电荷是守恒的，总量保持不变。故选B。 考点二　库仑定律 【考点内化】 1．库仑定律成立的条件。 库仑定律的使用必须注意其适用条件： (1)真空中：库仑定律是一个实验定律，在介质材料中库仑定律不适用，库仑定律需要经过修正。 (2)静止：库仑定律是研究静止点电荷之间相互作用的，当电荷运动时库仑定律不适用。 (3)点电荷：库仑定律描述的是两个点电荷之间的相互作用，当物体不可看作点电荷时库仑定律不适用。例如，当两个带电体距离趋向于零时库仑力不会趋于无限大，因为此时两个带电体的大小无法忽略，不能看作点电荷，库仑定律也不适用。 2．确定库仑力大小、方向的方法。 计算库仑力时不必考虑电荷的电性，只需要把电量q1、q2的绝对值代入公式计算出库仑力大小。两个带电体受到的库仑力是作用力与反作用力，大小相等。库仑力的方向可根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引来判断。 3．当多个电荷相互作用时，计算电荷间的相互作用力的方法。 当一个电荷同时受到两个或两个以上电荷的作用时，可以通过库仑定律把其他各个电荷与此电荷之间的库仑力计算出来，再通过平行四边形定则求出库仑力的矢量和。 【考点过关】 (单选)如图，O是一个带电的物体，若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置，可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小。这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来。若物体O的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示，物体与小球间距离用d表示，物体和小球之间的作用力大小用F表示。则下列对该实验现象的判断正确的是(　　) A．保持Q、q不变，增大d，则θ变大，说明F与d有关 B．保持Q、q不变，减小d，则θ变大，说明F与d成反比 C．保持Q、d不变，减小q，则θ变小，说明F与q有关 D．保持q、d不变，减小Q，则θ变小，说明F与Q成正比 解析：保持Q、q不变，根据库仑定律公式可得F＝k，增大d，库仑力变小，则θ变小，减小d，库仑力变大，则θ变大，F与d的二次方成反比，故AB错误；保持Q、d不变，减小q，则库仑力变小，θ变小，因此F与q有关，故C正确；保持q、d不变，减小Q，则库仑力变小，θ变小，根据F＝k，知F与两电荷量的乘积成正比，故D错误。故选C。 【考教衔接】 　(教材改编)如图，在一条直线上有两个相距为r的点电荷A、B，A带电荷量为＋Q，B带电荷量为－9Q。现引入第三个点电荷C，恰好使三个点电荷都处于平衡状态。则C应带什么性质的电，应放于何处？所带电荷量为多少？ 解答：根据平衡条件判断，C应带负电，放在A的左边且和AB在一条直线上。 设C带电荷量为q，与A点相距为x。以C为研究对象，根据库仑定律及平衡条件，有k＝k，解得x＝r。 以A为研究对象，根据库仑定律及平衡条件， 有k＝k，解得q＝Q。 故C应带负电，放在A的左边r处，带电荷量为－Q。 【练习2】　(单选)三个均匀带电小球的电荷量和位置如图所示，静电力常量为k＝9.0×109 N·m2/C2，则B球受到的电场力(　　) A．大小为3.6 N，方向沿y轴正方向 B．大小为3.6 N，方向沿y轴负方向 C．大小为2.7 N，方向沿y轴正方向 D．大小为2.7 N，方向沿y轴负方向 解析：球B受到的电场力为球A和球C对球B的电场力的合力。根据库仑定律知F1＝FAB＝k＝3.6 N，方向向左；F2＝FCB＝k＝4.5 N，方向斜向右上方。如图所示，根据平行四边形定则可得F＝2.7 N，方向沿y轴正方向。故选C。 考点三　电场　电场强度 【考点内化】 1．电场。 电场是存在于电荷周围的一种特殊物质。场和实物是物质存在的两种形式。法拉第提出电场的概念，电荷的周围存在由它产生的电场，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的。 2．电场强度。 (1)电场强度由该处的电场分布决定，与电荷的电荷量无关，即使没有放入试探电荷，电场强度依然是存在的。人们发现放入电场中的试探电荷受到的力与试探电荷的电荷量的比值为定值，该比值称为该点的电场强度，定义式为E＝。 (2)电场强度的方向：在电场中正试探电荷受电场力的方向或者负试探电荷受电场力的反方向称为该点的电场方向。 3．点电荷的电场强度。 如图，研究点电荷Q(场源电荷)电场中任意一点P的电场强度，可在P点引入一试探电荷q(试探电荷为正电荷)，q所受场源电荷Q电场的电场力其实也是静电力。 根据库仑定律，有F＝k， ① 根据电场强度定义式，有E＝， ② 联立①②式，解得E＝k。 显然点电荷的电场强度与试探电荷无关，仅由场源电荷决定，这是电场的一大属性。正点电荷的电场强度的分布具有发散性，负点电荷的电场强度的分布具有收敛性。 【考点过关】 1．(单选)下列关于静电场的说法，正确的是(　　) A．电场是电荷周围存在的一种物质 B．电场是人们为了方便描述电荷之间的相互作用而设定的理想模型 C．电场是通过试探电荷受力来检测的，当把试探电荷取走，则电场就不存在了 D．一带电粒子进入某区域受到力的作用，则该区域一定存在电场 解析：电荷周围存在电场，电荷间的相互作用是通过电场实现的，故A正确；电场是真实存在的物质，并不是理想模型，故B错误；电场是否存在与试探电荷无关，故C错误；运动的带电粒子受力可能是电场力，也可能是洛伦兹力，因此不能确定一定存在电场，故D错误。故选A。 2．(多选)式①E＝和式②E＝k分别为电场强度的定义式和点电荷电场强度的公式，下列说法正确的是(　 　) A．式①适用于任意分布的电荷产生的电场 B．式②只适用于真空中点电荷产生的电场 C．式②中E是在点电荷Q产生的电场中与点电荷Q距离为r处的电场强度 D．式②中E是式①中q所产生的电场的电场强度，F是放入的某电荷所受的力 解析：式①为电场强度定义式，适用于任意分布的电荷产生的电场，故A正确；式②中E是在点电荷Q产生的电场中与点电荷Q距离为r处的电场强度，k是由式中各量所选单位决定的比例系数，此式对点电荷产生的电场才成立，故BC正确；式①中q表示放入此电场中某处的点电荷，它不是式②中产生电场强度E的点电荷，F是放入该处的电荷q所受的电场力，故D错误。故选ABC。 【考教衔接】 　(多选)(教材改编)如图，带箭头的直线是“某一电场”中的一条电场线，在这条直线上有a、b两点，用Ea、Eb分别表示两处的电场强度大小，下列说法正确的是(　 　) A．由于电场方向由a点指向b点，故Ea>Eb B．如果“某一电场”为匀强电场，则Ea＝Eb C．如果“某一电场”为正点电荷产生的电场，则Ea>Eb D．如果“某一电场”为负点电荷产生的电场，则Ea>Eb 解析：电场强度大小由电场线分布的疏密确定，而不是由电场方向确定。在匀强电场中，电场线分布均匀，电场强度处处相等。在点电荷产生的电场中，越靠近场源电荷，电场线分布越密集，则该区域内电场强度越大。本题讨论的情况如图所示。故选BC。 【练习3】　(单选)如图，电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点。已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零，且PR＝2RQ。则(　　) A．q1＝2q2 B．q1＝4q2 C．q1＝－2q2 D．q1＝－4q2 解析：本题考查电场强度的叠加，由于R处的合电场强度为0，故两点电荷的电性相同，结合点电荷的电场强度公式E＝k可知k－k＝0，又r1＝2r2，故q1＝4q2。故选B。 考点四　电场线　静电的利用与防护 【考点内化】 1．电场线。 下面是由实验描绘的几种点电荷的电场线： 由此可得出电场线的几个特征： (1)电场线不相交，不闭合。 (2)电场线起始于正电荷或无限远，终止于负电荷或无限远。 (3)电场线的疏密表示电场的强弱，电场线的切线方向表示该点的电场方向。 (4)电场线不是带电粒子在电场中的运动轨迹。 2．静电的利用与防护。 (1)尖端放电：导体尖端周围电场使空气电离，电离出的与导体尖端异种的电荷与尖端的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷。 (2)静电屏蔽：处于电场中的封闭金属壳，由于内部电场强度处处为0，从而外电场对壳内仪器不会产生影响。 【考点过关】 (单选)某静电除尘器工作时内部电场线分布的俯视图如图，电场中确定了a、b、c三个位置，其中a和c到圆心的距离相等，以下说法正确的是(　　) A．该电场为匀强电场 B．a、c两点的电场强度相同 C．带负电粉尘由静止释放，将由 b点向a点运动 D．无论粉尘带什么电，由静止释放都做加速度减小的加速运动 解析：匀强电场是指电场强度的大小和方向都不变的电场，该电场中电场线呈辐射状，并不是匀强电场，故A错误；a、c两点的电场强度大小相等，但方向不同，故B错误；带负电粉尘由静止释放，在电场力作用下将由b点向a点运动，故C正确；带负电的粉尘由静止释放，其加速度逐渐减小，做加速度减小的加速运动，如果换为带正电粉尘由静止释放，在电场力作用下将向内运动，做加速度增大的加速运动，故D错误。故选C。 【考教衔接】 　(多选)(教材改编)电场线能直观地反映电场的分布情况。如图甲是等量异号点电荷形成电场的电场线，图乙是电场中的一些点；O是电荷连线的中点，E、F是电荷连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D是电荷连线上关于O对称的点。则(　　) 　甲　　　　　　　乙 A．E、F两点电场强度相同 B．A、D两点电场强度不同 C．B、O、C三点中，O点电场强度最小 D．从C点向O点运动的电子加速度逐渐增大 解析：等量异号点电荷连线的中垂线是一条等势线，电场强度方向与等势线垂直，因此E、F两点电场强度方向相同，由于E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，则其电场强度大小也相等，故A正确；根据对称性可知，A、D两点处电场线疏密程度相同，则A、D两点电场强度大小相等，由题图甲看出，A、D两点电场强度方向相同，故B错误；由题图甲看出，B、O、C三点比较，O点处的电场线最稀疏，电场强度最小，故C正确；由题图甲可知，电子从C点向O点运动过程中，电场强度逐渐减小，则电场力逐渐减小，由牛顿第二定律可知电子的加速度逐渐减小，故D错误。故选AC。 【练习4】　(单选)如图所示是静电除尘装置示意图，它由金属管A和管中金属丝B组成，有关静电除尘的原理，以下说法正确的是(　　) A．B与管A间形成匀强电场 B．煤粉等烟尘吸附电子后被吸在B上 C．靠近B处电场强度大，B附近空气被电离成正离子和电子 D．煤粉等烟尘在强大电场作用下电离成负、正离子，分别吸附在B和A上 解析：在静电除尘中，通过除尘器中的金属丝与金属管间的高压，在金属丝附近产生极强的电场，该强电场将附近的空气电离成正离子及电子，煤粉吸收电子后，在电场力作用下被吸附到金属管的内壁上。根据金属丝与金属管间电场线的分布可分析出靠近金属丝处的电场强度比靠近金属管处的电场强度大。故选C。 $