第一章 静电场 章末素养提升（配套课件PPT）-【步步高】2025-2026学年高二物理必修第三册学习笔记（教科版）

该高中物理课件聚焦静电场章末素养提升，涵盖库仑定律、电场强度、电势能、电势差及带电粒子偏转等核心知识点。通过“素养再现”梳理力的性质、能的性质及应用脉络，以知识清单为学习支架帮助学生构建完整知识体系。 其亮点在于融合物理观念与科学思维，通过电场线、点电荷等模型建构及电势能与重力势能的类比推理，结合湖北卷、新课标卷等高考真题解析，提升学生问题解决能力。学生能深化概念理解，教师可高效开展复习与素养评估。

章末素养提升 第 一 章 素养再现 物理 观念 静电场中力的性质 1.库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的作用力与这两个电荷所带　　　　　　　成正比，与它们之间_______ _______成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线 2.电场强度：定义式：E=(适用于　　　电场)；决定式：E=k(适用于　　　　) 3.电场线：电场中画出的有方向的曲线，曲线上每点的__________与该点的　　　　　方向一致。电场线的疏密表示电场的　　　，特点是　　　　，不相交 电荷量的乘积 距离的 平方 一切 点电荷 切线方向 电场强度 强弱 不闭合 物理 观念 静电场中能的性质 1.电场力做功与电势能变化之间的关系：电场力做正功，即WAB>0，电势能　　　，电场力做负功，即WAB<0，电势能____ 2.电势：电荷在电场中某一点的　　　　　与它的　　　 之比。公式：φ= 3.电势差：电场中两点之间 　　的差值，也叫 　　。电场力做功与电势差的关系WAB=　　　或UAB= 4.等势面：电场中　　　　　的各点构成的面 5.匀强电场中两点间的电势差等于　　　　　与这两点间沿___ _________的距离的乘积，关系式UAB=_____ 减少 增加 电势能 电荷量 电势 电压 qUAB 电势相同 电场强度 电 场方向 Ed 物理 观念 电容器 1.定义式： (比值定义法) 2.平行板电容器电容的决定式：_________ 带电粒子在电场中的偏转运动 初速度方向：粒子做匀速直线运动，通过电场的时间 t=______ 离开电场时垂直于板方向的分速度vy=at=______ 速度方向与初速度方向夹角的正切值tan θ==______ 离开电场时沿电场力方向的偏移量y=at2=_______ C= C= 科学思维 1.能在熟悉情境中运用点电荷、检验电荷、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 4.能用与电场力、电场强度、电势能、电势差相关的知识解释常见的静电现象 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.通过探究电场力做功来认识与此相关的电势能 4.能针对电容器充、放电过程中的电压、电流等物理量的变化提出相关的问题或猜想。会根据实验数据画出I-t图像，推断电荷量的变化情况 科学态度与责任 1.通过静电现象的观察和研究初步认识静电现象的本质。通过实验的操作，形成严谨细致、实事求是的科学态度 2.通过库仑扭秤实验的巧妙设计，体会科学思想和方法 3.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 4.通过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 5.通过静电的利用与防护、电容器等知识的学习，体会科学、技术、社会、环境之间的密切联系，逐渐形成探索自然的内在动力 提能训练 　(多选)(2024·湖北卷)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.点电荷仅在电场力作用下从静止释放，该点电荷的电势能将减小 D.点电荷仅在电场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 例1 √ √ 根据电荷守恒定律可知一个与外界没有电荷交换的系统，这个系统的电荷的代数和是不变的，故A正确； 根据电场线和等势面的关系可知电场线与等势面垂直，且由电势高的等势面指向电势低的等势面，故B错误； 点电荷仅在电场力作用下从静止释放，电场力做正功，电势能减小，根据φ=，可知正电荷将从电势高的地方向电势低的地方运动，负电荷将从电势低的地方向电势高的地方运动，故C正确，D错误。 　(2024·新课标卷)如图，两根不可伸长的等长绝缘细绳的上端均系在天花板的O点上，下端分别系有均带正电荷的小球P、Q；小球处在某一方向水平向右的匀强电场中，平衡时两细绳与竖直方向的夹角大小相等。则 A.两绳中的张力大小一定相等 B.P的质量一定大于Q的质量 C.P的电荷量一定小于Q的电荷量 D.P的电荷量一定大于Q的电荷量 例2 √ 设Q和P两球之间的库仑力为F，绳子的拉力分别为T1、T2，Q和P的质量分别为m1、m2，细绳与竖直方向的夹角为θ，对两小球受力分析，如图所示，对于小球Q有 q1E+T1sin θ=F ① T1cos θ=m1g ② 对于小球P有 q2E+F=T2sin θ ③ T2cos θ=m2g ④ 由①知，T1sin θ=F-q1E ⑤ 对比③⑤可得T2>T1 由②④可得= 可知m2>m1；两小球的电荷量则无法判断。故选B。 　一带电粒子仅在静电力作用下从A点开始以-v0做直线运动，其v-t图像如图所示。粒子在t0时刻运动到B点，3t0时刻运动到C点，下列判断正确的是 A.A、B、C三点的电势关系为φB>φA>φC B.A、B、C三点的电场强度大小关系为EC>EB>EA C.粒子从A点经B点运动到C点，电势能先增加后减少 D.粒子从A点经B点运动到C点，静电力先做正功后做负功 例3 √ 由题图可知，带电粒子在0~t0时间内做减速运动，静电力做负功，电势能增加，在t0~3t0时间内反方向做加速运动，静电力做正功，电势能减少，故选项C正确，D错误； 由于不知道带电粒子的电性，故无法判断电势的高低，选项A错误； 图线的斜率表示粒子的加速度，即a==，又由题图可知aB>aA>aC，则A、B、C三点的电场强度大小关系为EB>EA>EC，故选项B错误。 　(多选)(2021·全国甲卷)某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则 A.一正电荷从b点运动到e点，电场力做正功 B.一电子从a点运动到d点，电场力做功为4 eV C.b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右 D.a、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最大 例4 √ √ 由题图可知φb=φe，则正电荷从b点运动到e点，电场力不做功，A错误；由题图可知φa=3 V，φd=7 V，根据电场力做功与电势能的变化关系有Wad=Epa-Epd=(φa-φd)·(-e)=4 eV，B正确； 沿电场线方向电势逐渐降低，则b点处的场强方向向左，C错误； 等差等势面越密的地方电场强度越大，由题图可看出a、b、c、d四个点中，b处的等势面最密集，则b点处的电场强度大小最大，D正确。 　(2022·山东卷)半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分，取走A、B处两段弧长均为ΔL的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于OC延长线上距O点为2R的D点，O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变，q为 A.正电荷，q= B.正电荷，q= C.负电荷，q= D.负电荷，q= 例5 √ 取走A、B处两段弧长均为ΔL的小圆弧上的电荷，根据对称性可知，圆环在O点产生的电场强度为与A在同一直径上的A1和与B在同一直径上的B1产生的电场强度的矢量和，如图所示，因为两段弧长非常小，故 可看成点电荷，则有E1=k=k，由题意可知，两电场强度方向的夹角为120°，由几何关系得两者的合电场强度大小为E=E1=k，根据O点的合电场强度为0，则放在D点的点电荷带负电，在O点产生的电场强度大小为E'=E=k，又E'=k，联立解得q=，故选C。 　(多选)(2024·山东卷)如图所示，带电量为+q的小球被绝缘棒固定在O点，右侧有固定在水平面上、倾角为30°的光滑绝缘斜面。质量为m、带电量为+q的小滑块从斜面上A点由静止释放，滑到与小球等高的B点时加速度为零，滑到C点时速度为零。已知AC间的距离为s，重力加速度大小为g，静电力常量为k，下列说法正确的是 A.OB的距离l= B.OB的距离l= C.从A到C，静电力对小滑块做功W=-mgs D.AC之间的电势差UAC=- 例6 √ √ 由题意知小滑块在B点处的加速度为零，则根据受力分析有沿斜面方向 mgsin 30°=cos 30° 解得l= A正确，B错误； 设小滑块从A到C的过程，静电力对小滑块做的功为W，因为滑到C点时速度为零， 根据动能定理有W+mgssin 30°=0 解得W=- 故C错误； 根据电势差与静电力做功的关系可知AC之间的电势差UAC==- 故D正确。 本课结束 第 一 章 $