章末整合提升10 静电场中的能量（课件PPT）-【精讲精练】2026-2027学年高中物理必修第三册（人教版）

该高中物理课件围绕“静电场中的能量”，系统梳理静电力做功、电势能、电势、等势面、电势差、电场强度与电势差关系、电容器及带电粒子运动等核心知识点，以静电力做功特点为切入点，连接电势能变化与电势概念，逐步延伸至电容器公式及带电粒子运动规律，构建完整知识脉络作为学习支架。 其亮点在于通过体系构建强化物理观念中的能量与相互作用观念，结合圆环电荷分布例题的对称模型建构、2024湖南卷图像题的电势公式科学推理，培养科学思维，带电粒子加速偏转综合题则提升科学探究能力。学生能深化概念理解与问题解决能力，教师可借助系统资料与实例优化教学。

第十章　静电场中的能量 章 末 整 合 提 升 第十章　静电场中的能量 1 静电场中的能量 初末位置 把它从该点移到零势能位置静电力做的功 EpA－EpB 电势能 电势能 第十章　静电场中的能量 1 静电场中的能量 大地 无限远 相同 不做功 高 密集 大 Ed 电场方向 快 第十章　静电场中的能量 1 静电场中的能量 法拉 F 106 1012 ma at 2ad 第十章　静电场中的能量 1 第十章　静电场中的能量 1 第十章　静电场中的能量 1 第十章　静电场中的能量 1 第十章　静电场中的能量 1 第十章　静电场中的能量 1 第十章　静电场中的能量 1 第十章　静电场中的能量 1 第十章　静电场中的能量 1 第十章　静电场中的能量 1 第十章　静电场中的能量 1 谢谢观看 第十章　静电场中的能量 1 eq \f(Ep,q) eq \f(WAB,q) eq \f(qUl2,2mdv02) eq \f(Q,U) eq \f(1,2)mv2－eq \f(1,2)mveq \o\al( 2,0) eq \f(qUl,mdv02) 一、电场的能的性质的理解 电势能的大小判断与计算 (1)根据Ep＝qφ计算，并可判断：电势越高处，正电荷具有的电势能越大，负电荷具有的电势能越小，反之亦然。 (2)根据静电力做功与电势能变化的关系WAB＝EpA－EpB判断。这是判断电势能如何变化最基本、最有效的方法。 (多选)如图，竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷。a、b为圆环水平直径上的两个点，c、d为竖直直径上的两个点，它们与圆心的距离均相等。则(　　) A．a、b两点的场强相等 B．a、b两点的电势相等 C．c、d两点的场强相等 D．c、d两点的电势相等 [解析]　沿竖直方向将圆环分割成无穷个小段，关于水平直径对称的两小段构成等量异种点电荷模型，在等量异种点电荷的垂直平分线上各点场强方向由正点电荷指向负点电荷，根据对称性可知a、b两点的场强相等，A项正确；取无穷远处电势为零，在等量异种点电荷的垂直平分线上各点电势均为零，故a、b两点的电势相等，B项正确；沿水平方向将圆环分割成无穷个小段，关于竖直直径对称的两小段构成等量同种点电荷模型，在等量同种点电荷的垂直平分线上各点场强方向垂直于连线，根据对称性可知c、d两点的场强相等，C项正确；在等量异种点电荷模型中，距离正点电荷近的点电势高，故φc>φd，D项错误。 [答案]　ABC 二、静电场中的图像 (2024·湖南卷)真空中有电荷量为＋4q和－q的两个点电荷，分别固定在x轴上－1和0处。设无限远处电势为0，x正半轴上各点电势φ随x变化的图像正确的是(　　) [解析]　无限远处电势为0，根据点电荷的电势公式φ＝keq \f(Q,r)可知，x正半轴上，电荷量为＋4q的点电荷在x处产生的电势为φ1＝keq \f(4q,x＋1)，电荷量为－q的点电荷在x处产生的电势为φ2＝－keq \f(q,x)，x正半轴上在x处的电势φx＝keq \f(4q,x＋1)－keq \f(q,x)，可知在x＝eq \f(1,3)处电势为0，在x＝0处电势接近负无穷大，则选项D正确。 [答案]　D 三、带电粒子在电场中的加速和偏转 1．带电粒子只受静电力作用加速运动时，常用公式 qUAB＝eq \f(1,2)mvB2－eq \f(1,2)mvA2。 2．带电粒子在匀强电场中的偏转问题，研究方法是运动的合成和分解。 3．不同的带电粒子从静止经过同一电场加速后进入同一偏转电场，它们在电场中的偏转角度和偏转距离总是相同的。 如图甲所示，竖直平行板A、B间加有恒定电压U0，在A板附近有一个粒子源，可以按时间均匀地释放质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子，粒子的初速度忽略不计，经A、B板间电场加速后，沿平行金属板C、D间的中线垂直进入C、D板间电场，C、D板间所加的电压随时间变化如图乙所示，C、D板长为L，C、D板的右侧有一竖直的荧光屏，荧光屏到C、D板右端的距离为eq \f(1,2)L，有eq \f(2,3)的粒子能打在荧光屏上，不计粒子的重力，粒子在C、D板间运动的时间远小于T，求： (1)粒子经加速电场加速后速度多大； (2)C、D板间的距离为多少； (3)荧光屏上有粒子打上的区域长度为多少；打在荧光屏上的粒子最大速度为多少。 [解析]　(1)粒子在两板间被加速，则根据动能定理得：qU0＝eq \f(1,2)mv02，v0＝eq \r(\f(2qU0,m))。 (2)因有eq \f(2,3)的粒子能打在荧光屏上，可知当CD两板间电压为±eq \f(2U0,3)时粒子恰好从两板右边缘射出，则eq \f(d,2)＝eq \f(1,2)at2，a＝eq \f(2qU0,3dm)，L＝v0t 解得d＝eq \f(\r(3)L,3)。 (3)对于从极板右侧边缘射出的粒子，则eq \f(\f(1,2)d,y1)＝eq \f(\f(L,2),\f(L,2)＋\f(L,2))，解得y1＝d 则荧光屏上有粒子打上的区域长度为y＝2y1＝2d＝eq \f(2\r(3)L,3) 根据动能定理qU0＋qeq \f(\f(2,3)U0,d)×eq \f(d,2)＝eq \f(1,2)mvm2 解得vm＝eq \r(\f(8qU0,3m))。 [答案]　(1)eq \r(\f(2qU0,m))　(2)eq \f(\r(3)L,3)　(3)eq \f(2\r(3)L,3)　eq \r(\f(8qU0,3m)) $