第一章 静电场的描述 章末素养提升（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二物理必修第三册学习笔记（粤教版）

本高中物理讲义聚焦静电场核心知识点，系统梳理点电荷、场源电荷等电荷种类，电荷守恒定律、库仑定律两大定律，以及电场强度、电场线等电场力的性质和电势能、电势等电场能的性质，构建从概念到规律再到应用的学习支架。 该资料以核心素养为导向，通过梳理物理观念夯实基础，结合科学思维中的模型建构与科学推理设计例题，如等势面与粒子轨迹分析、动能定理结合向心力的综合应用。课中助力教师落实素养目标，课后例题解析帮助学生查漏补缺，提升解决实际问题的能力。

章末素养提升 素养再现 物理 观念 几种常见 的电荷 1.点电荷：带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略 2.场源电荷：激发电场的带电体所带的电荷 3.试探电荷：放入后不影响要研究的电场及用来研究电场各点的性质的电荷 4.元电荷：最小的电荷量，即电子(或质子)所带电荷量的绝对值 5.比荷：带电体的电荷量与质量的比值叫作比荷 两个定律 1.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 2.库仑定律：在真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，其大小与它们的电荷量q1、q2的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。这个规律叫作库仑定律。电荷之间的这种相互作用力叫作静电力或库仑力 电场力 的性质 1.基本性质：对放入其中的电荷有力的作用 2.电场强度：E=(适用于一切电场)，方向与正点电荷所受电场力的方向相同 决定式：E=k(适用于点电荷) 3.电场线：电场中画出假想的曲线，每点的切线方向表示该点的电场强度方向，疏密表示电场的强弱，特点是不闭合、不相交 电场能 的性质 1.电势能与电势：φ= 2.等势面：与电场线相互垂直，沿等势面移动电荷电场力不做功 3.电势差：UAB=φA-φB，UAB= 科学 思维 1.能在熟悉情境中运用点电荷、试探电荷、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 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.通过实验模拟和定量分析的方法，探究描述电场强弱的物理量，获得探究体验 科学 态度 与责任 1.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 2.能体会形象思维与抽象思维的相互关联，感悟物理学的内在之美 3.通过对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 提能训练 例1　如图所示，虚线a、b、c代表某一电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带正电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，其中R在等势面b上。下列判断正确的是(　　) A.带电粒子在P点的电势能比在Q点的大 B.三个等势面中，a的电势最低 C.带电粒子在P点的加速度比在Q点的小 D.带电粒子在R点的加速度方向沿虚线b向右 答案　A 解析　带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的凹侧，电场线与等势面垂直，带电粒子带正电，根据沿电场线方向电势降低，可知a等势面的电势最高，c等势面的电势最低，故B错误；沿着电场线方向电势降低，根据前面分析可知P点电势大于Q点电势，故带电粒子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大，故A正确；因P点的等差等势面较Q点密集，则P点的电场线较Q点密集，P点场强比Q点大，则带电粒子在P点的加速度比在Q点大，选项C错误；电场的方向总是与等势面垂直，所以R点的电场线的方向与该处的等势面垂直，而带正电粒子受到的电场力的方向与电场线的方向相同，加速度的方向又与受力的方向相同，所以带电粒子在R点的加速度方向垂直于等势面b，故D错误。 例2　(2025·汕头市高二检测)如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，一个电子仅在静电力作用下沿x轴正方向运动，经过A、B、C三点，已知xC-xB=xB-xA。该电子的电势能Ep随坐标x变化的关系如图乙所示，则下列说法正确的是(　　) A.电场在x坐标轴上电场强度方向沿x轴正方向 B.A点电势高于B点电势 C.A点电场强度小于B点电场强度 D.电子从A运动到B静电力做的功大于从B运动到C静电力做的功 答案　D 解析　电子从A到C电势能逐渐减小，可知电势逐渐升高，则电场在x坐标轴上电场强度方向沿x轴负方向，选项A错误；沿电场方向电势逐渐降低，可知A点电势低于B点电势，选项B错误；Ep-x图像的斜率表示静电力，可知从A到B电子受电场力逐渐减小，场强逐渐减小，可知A点电场强度大于B点电场强度，选项C错误；因从A到B的静电力大于从B到C的静电力，根据W=Fx可知，电子从A运动到B静电力做的功大于从B运动到C静电力做的功，选项D正确。 例3　(2024·深圳市龙岗区高二期末)如图所示，将等量异种电荷分别固定在正方体ABCD-EFGH的顶点A、C上。O点是正方体的中心，AC、BD交于J点。则(　　) A.J点电场强度为0 B.O点电场强度为0 C.G点与E点电场强度方向相同 D.G点与E点电场强度大小相等 答案　D 解析　在ACGE平面内，由等量异种电荷形成的电场分布如图，所以，J、O两点的电场与AC连线平行，不为零；根据电场的对称性，E、G两点电场大小相等，方向不同，故选D。 例4　如图所示，在一光滑绝缘、半径为R的竖直半圆弧槽ABC的圆心O处固定一电量为+Q的带电小球，现将一质量为m、电量为+q的光滑小球从A点由静止释放，重力加速度为g，静电力常量为k，求小球到达最低点B时对槽的压力大小。 答案　3mg+k 解析　设小球到达B点时的速度大小为v，槽对小球的支持力大小为FN，小球从A到B的过程，静电力不做功，由动能定理得mgR=mv2 在B点，合力提供向心力，有 FN-mg-k=m 联立两式得FN=3mg+k 由牛顿第三定律得小球到达最低点B时对槽的压力大小为3mg+k。 学科网（北京）股份有限公司 $