資源簡介

章末素養(yǎng)提升
物理 觀念 與電荷有 關(guān)的概念 1.點(diǎn)電荷：帶電體的________、________及________________等因素對它與其他帶電體之間相互作用的影響可以忽略時(shí)。 2.場源電荷：________________的帶電體所帶的電荷。 3.試探電荷：放入后不影響要研究的電場及用來研究電場各點(diǎn)的性質(zhì)的電荷。 4.元電荷：最小的____________，即________所帶電荷量的大小。 5.比荷：帶電體的____________與________的比值。
兩個(gè)定律 1.電荷守恒定律：電荷既不能被________，也不能被________，只能從物體的一部分，________到另一部分或者從一個(gè)物體________到另一個(gè)物體；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的________保持不變。 2.庫侖定律：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力F，與它們的________________成正比，與它們的距離的__________成反比；作用力的方向沿著________________，同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。這個(gè)規(guī)律叫作庫侖定律。這種電荷之間的相互作用力叫作________________或________________。
電場強(qiáng)度 1.定義式：E＝(適用于________電場)； 決定式：E＝k(適用于____________)。 2.電場線：電場中畫出假想的曲線，每點(diǎn)的________________表示該點(diǎn)的____________方向，疏密表示電場的________，特點(diǎn)是____________、____________。
科學(xué) 思維 理想化模型 點(diǎn)電荷
控制變量法 庫侖定律的探究
微小量放大法 庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)
比值定義法 E＝
形象描述 電場線
科學(xué) 探究 1.通過實(shí)驗(yàn)觀察，了解靜電現(xiàn)象，探究物體帶電的本質(zhì)。 2.通過探究如何得出庫侖定律，體會(huì)庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)的科學(xué)思想和方法。 3.通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M和定量分析的方法，探究描述電場強(qiáng)弱的物理量，獲得探究體驗(yàn)。
科學(xué) 態(tài)度 與責(zé)任 1.會(huì)從微觀的角度認(rèn)識物體帶電的本質(zhì)。 2.通過實(shí)驗(yàn)觀察靜電現(xiàn)象，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)態(tài)度。 3.通過了解庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)的巧妙設(shè)計(jì)，體會(huì)科學(xué)思想和方法。 4.通過了解生活中關(guān)于靜電的利用和防護(hù)，能對利用和防護(hù)靜電的一些行為發(fā)表自己的觀點(diǎn)，有進(jìn)行科學(xué)普及的興趣和責(zé)任感。
例1　如圖，空間存在一方向水平向右的勻強(qiáng)電場，兩個(gè)帶電小球P和Q用相同的絕緣細(xì)繩懸掛在水平天花板下，兩細(xì)繩都恰好與天花板垂直，則(　　)
A．P和Q都帶正電荷
B．P和Q都帶負(fù)電荷
C．P帶正電荷，Q帶負(fù)電荷
D．P帶負(fù)電荷，Q帶正電荷
例2　(多選)(2023·云南省彌勒四中高二月考)如圖所示為一對不等量異種點(diǎn)電荷A、B的電場線，從C點(diǎn)到D點(diǎn)的虛線為不計(jì)重力的帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，下列說法正確的是(　　)
A．A電荷的電荷量大于B電荷的電荷量
B．電場中各點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向就是正試探電荷所受靜電力方向
C．圖中沒有電場線的空白區(qū)域沒有電場
D．帶電粒子帶負(fù)電
例3　(多選)如圖所示，在M點(diǎn)有電荷量為Q的負(fù)點(diǎn)電荷，在距離點(diǎn)電荷為r處放入厚度為d的平行金屬板，N為金屬板內(nèi)距表面為的點(diǎn)，MN連線與金屬板表面垂直，靜電力常量為k。當(dāng)金屬板處于靜電平衡時(shí)，下列說法正確的是(　　)
A．金屬板的左側(cè)面感應(yīng)出正電荷
B．金屬板的左側(cè)面感應(yīng)出負(fù)電荷
C．感應(yīng)電荷在N點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為E＝，方向沿MN連線向右
D．感應(yīng)電荷在N點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為E＝，方向沿MN連線向右
例4　(2023·重慶卷)真空中固定有兩個(gè)點(diǎn)電荷，負(fù)電荷Q1位于坐標(biāo)原點(diǎn)處，正電荷Q2位于x軸上，Q2的電荷量大小為Q1的8倍。若這兩點(diǎn)電荷在x軸正半軸的x＝x0處產(chǎn)生的合電場強(qiáng)度為0，則Q1、Q2相距(　　)
A.x0 B．(2－1)x0
C．2x0 D．(2＋1)x0
例5　(2022·山東卷)半徑為R的絕緣細(xì)圓環(huán)固定在圖示位置，圓心位于O點(diǎn)，環(huán)上均勻分布著電量為Q的正電荷。點(diǎn)A、B、C將圓環(huán)三等分，取走A、B處兩段弧長均為ΔL的小圓弧上的電荷。將一點(diǎn)電荷q置于OC延長線上距O點(diǎn)為2R的D點(diǎn)，O點(diǎn)的電場強(qiáng)度剛好為零。圓環(huán)上剩余電荷分布不變，q為(　　)
A．正電荷，q＝
B．正電荷，q＝
C．負(fù)電荷，q＝
D．負(fù)電荷，q＝
例6　(2023·廣東茂名市高二期中)空間中三點(diǎn)A、B和C是直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，且AB＝4 cm，∠CAB＝37°，現(xiàn)將點(diǎn)電荷QA和QB分別放在A、B兩點(diǎn)，測得C點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為EC＝8 N/C，方向如圖所示，(靜電力常量k＝9×109 N·m2/C2，sin 37°＝0.6)求：
(1)QA產(chǎn)生的電場在C點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小和方向；
(2)QA電荷量大??；
(3)若在C點(diǎn)放一個(gè)q＝－2×10－8 C的試探電荷，這個(gè)試探電荷受到的靜電力大小和方向。
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例7　(2024·長沙市同升湖高級中學(xué)高二月考)如圖所示，帶電小球A和B(可視為點(diǎn)電荷)放在傾角為30°的光滑固定絕緣斜面上，已知A球的質(zhì)量為m，所帶電荷量為＋q，B球的質(zhì)量為2m，所帶電荷量為－q。沿斜面向上的恒力F作用于A球，可使A、B保持間距r不變且沿斜面向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知重力加速度為g，靜電力常量為k，求：
(1)加速度a的大?。?br/>(2)F的大小。
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章末素養(yǎng)提升
形狀　大小　電荷分布　激發(fā)電場　電荷量　電子　電荷量　質(zhì)量　創(chuàng)造
消滅　轉(zhuǎn)移　轉(zhuǎn)移　總量　電荷量Q1、Q2的乘積　二次方　它們的連線
靜電力　庫侖力　一切　點(diǎn)電荷　切線方向　電場強(qiáng)度　強(qiáng)弱　不閉合　不相交
例1　D　[對P、Q整體進(jìn)行受力分析可知，在水平方向上整體所受靜電力為零，所以P、Q必帶等量異種電荷，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；對P進(jìn)行受力分析可知，Q對P的庫侖力水平向右，則勻強(qiáng)電場對P的靜電力應(yīng)水平向左，所以P帶負(fù)電荷，Q帶正電荷，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。]
例2　AB　[根據(jù)電場線的分布可知，A電荷的電荷量大于B電荷的電荷量，故A正確；電場中正試探電荷受到的靜電力方向與該點(diǎn)的電場方向相同，故B正確；電場線是假想的，題圖中沒有電場線的空白區(qū)域也有電場，故C錯(cuò)誤；帶電粒子僅在靜電力作用下從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的軌跡如題圖所示，由所受靜電力指向彎曲一側(cè)，且靜電力方向與電場方向在同一直線上，可知帶電粒子受到的靜電力方向與電場方向相同，粒子帶正電，故D錯(cuò)誤。]
例3　AD　[M點(diǎn)處的點(diǎn)電荷帶負(fù)電，故在金屬板的左側(cè)面感應(yīng)出正電荷，A正確，B錯(cuò)誤；由靜電平衡可知，金屬板內(nèi)部合電場強(qiáng)度為零，故感應(yīng)電荷在N點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度與點(diǎn)電荷在N點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度等大反向，根據(jù)E＝k可得，感應(yīng)電荷在N點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為E＝，方向沿MN連線向右，C錯(cuò)誤，D正確。]
例4　B　[依題意，兩點(diǎn)電荷電性相反，且Q2的電荷量較大，所以Q2應(yīng)位于x軸的負(fù)半軸，設(shè)兩點(diǎn)電荷相距L，根據(jù)電場強(qiáng)度疊加原理可得＝，又Q2＝8Q1，解得L＝(2－1)x0，故選B。]
例5　C　[取走A、B處兩段弧長均為ΔL的小圓弧上的電荷，根據(jù)對稱性可知，圓環(huán)在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為與A在同一直徑上的A1和與B在同一直徑上的B1產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和，如圖所示，
因?yàn)閮啥位￠L非常小，故可看成點(diǎn)電荷，則有E1＝k＝k，由題意可知，兩電場強(qiáng)度方向的夾角為120°，由幾何關(guān)系得兩者的合電場強(qiáng)度大小為E＝E1＝k，根據(jù)O點(diǎn)的合電場強(qiáng)度為0，則放在D點(diǎn)的點(diǎn)電荷帶負(fù)電，在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為E′＝E＝k，又E′＝k，聯(lián)立解得q＝，故選C。]
例6　(1)10 N/C　由C指向A　(2)2.8×10－12 C
(3)1.6×10－7 N　由A指向B
解析　(1)如圖所示，根據(jù)矢量疊加法則可知QA在C點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度方向一定由C指向A，而QB在C點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度方向一定由B指向C，所以有EC＝EAcos 37°
解得EA＝10 N/C
(2)根據(jù)前面分析可知QA帶負(fù)電，根據(jù)幾何關(guān)系可得AC＝＝5 cm
根據(jù)點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度公式有EA＝k
解得QA≈2.8×10－12 C
(3)試探電荷受到的靜電力大小為
F＝|q|EC＝1.6×10－7 N
由于試探電荷帶負(fù)電，所以F的方向與EC的方向相反，為由A指向B。
例7　(1)－　(2)
解析　(1)根據(jù)庫侖定律，兩球相互吸引的庫侖力
F庫＝k＝k
A球和B球的加速度相同，隔離B球，由牛頓第二定律有F庫－2mgsin 30°＝2ma
所以a＝－。
(2)把A球和B球看成整體，A、B間的庫侖力為系統(tǒng)內(nèi)力，由牛頓第二定律有
F－3mgsin 30°＝3ma
解得F＝。(共24張PPT)
DIYIZHANG
第1章
章末素養(yǎng)提升
物理觀念 與電荷有關(guān)的概念 1.點(diǎn)電荷：帶電體的 、 及 等因素對它與其他帶電體之間相互作用的影響可以忽略時(shí)。
2.場源電荷： 的帶電體所帶的電荷。
3.試探電荷：放入后不影響要研究的電場及用來研究電場各點(diǎn)的性質(zhì)的電荷。
4.元電荷：最小的 ，即 所帶電荷量的大小。
5.比荷：帶電體的 與 的比值。
形狀
大小
電荷分布
激發(fā)電場
電荷量
電子
電荷量
質(zhì)量
再現(xiàn)
素養(yǎng)知識
物理觀念 兩個(gè) 定律 1.電荷守恒定律：電荷既不能被 ，也不能被 ，只能從物體的一部分， 到另一部分或者從一個(gè)物體___
到另一個(gè)物體；在轉(zhuǎn)移過程中，電荷的 保持不變。
2.庫侖定律：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力F，與它們的 成正比，與它們的距離的
成反比；作用力的方向沿著 ，同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。這個(gè)規(guī)律叫作庫侖定律。這種電荷之間的相互作用力叫作 或 。
創(chuàng)造
消滅
轉(zhuǎn)移
轉(zhuǎn)
移
總量
電荷量Q1、Q2的乘積
二次方
它們的連線
靜電力
庫侖力
物理觀念 電場 強(qiáng)度 1.定義式：E＝ (適用于 電場)；
決定式：E＝ (適用于 )。
2.電場線：電場中畫出假想的曲線，每點(diǎn)的 表示該點(diǎn)的 方向，疏密表示電場的 ，特點(diǎn)是
、 。
一切
點(diǎn)電荷
切線方向
電場強(qiáng)度
強(qiáng)弱
不閉合
不相交
科學(xué)思維 理想 化模型 點(diǎn)電荷
控制 變量法 庫侖定律的探究
微小量 放大法 庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)
比值 定義法
形象 描述 電場線
科學(xué)探究 1.通過實(shí)驗(yàn)觀察，了解靜電現(xiàn)象，探究物體帶電的本質(zhì)。
2.通過探究如何得出庫侖定律，體會(huì)庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)的科學(xué)思想和方法。
3.通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M和定量分析的方法，探究描述電場強(qiáng)弱的物理量，獲得探究體驗(yàn)。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任 1.會(huì)從微觀的角度認(rèn)識物體帶電的本質(zhì)。
2.通過實(shí)驗(yàn)觀察靜電現(xiàn)象，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)態(tài)度。
3.通過了解庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)的巧妙設(shè)計(jì)，體會(huì)科學(xué)思想和方法。
4.通過了解生活中關(guān)于靜電的利用和防護(hù)，能對利用和防護(hù)靜電的一些行為發(fā)表自己的觀點(diǎn)，有進(jìn)行科學(xué)普及的興趣和責(zé)任感。
如圖，空間存在一方向水平向右的勻強(qiáng)電場，兩個(gè)帶電小球P和Q用相同的絕緣細(xì)繩懸掛在水平天花板下，兩細(xì)繩都恰好與天花板垂直，則
A.P和Q都帶正電荷
B.P和Q都帶負(fù)電荷
C.P帶正電荷，Q帶負(fù)電荷
D.P帶負(fù)電荷，Q帶正電荷
例1
√
提能
綜合訓(xùn)練
對P、Q整體進(jìn)行受力分析可知，在水平方向上整體所受靜電力為零，所以P、Q必帶等量異種電荷，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；
對P進(jìn)行受力分析可知，Q對P的庫侖力水平向右，
則勻強(qiáng)電場對P的靜電力應(yīng)水平向左，所以P帶負(fù)
電荷，Q帶正電荷，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。
(多選)(2023·云南省彌勒四中高二月考)如圖所示為一對不等量異種點(diǎn)電荷A、B的電場線，從C點(diǎn)到D點(diǎn)的虛線為不計(jì)重力的帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，下列說法正確的是
A.A電荷的電荷量大于B電荷的電荷量
B.電場中各點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向就是正試
探電荷所受靜電力方向
C.圖中沒有電場線的空白區(qū)域沒有電場
D.帶電粒子帶負(fù)電
例2
√
√
根據(jù)電場線的分布可知，A電荷的電荷量大
于B電荷的電荷量，故A正確；
電場中正試探電荷受到的靜電力方向與該點(diǎn)
的電場方向相同，故B正確；
電場線是假想的，題圖中沒有電場線的空白區(qū)域也有電場，故C錯(cuò)誤；
帶電粒子僅在靜電力作用下從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的軌跡如題圖所示，由所受靜電力指向彎曲一側(cè)，且靜電力方向與電場方向在同一直線上，可知帶電粒子受到的靜電力方向與電場方向相同，粒子帶正電，故D錯(cuò)誤。
(多選)如圖所示，在M點(diǎn)有電荷量為Q的負(fù)點(diǎn)電荷，在距離點(diǎn)電荷為r處放入厚度為d的平行金屬板，N為金屬板內(nèi)距表面為 的點(diǎn)，MN連線與金屬板表面垂直，靜電力常量為k。當(dāng)金屬板處于靜電平衡時(shí)，下列說法正確的是
A.金屬板的左側(cè)面感應(yīng)出正電荷
B.金屬板的左側(cè)面感應(yīng)出負(fù)電荷
C.感應(yīng)電荷在N點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為E＝ ，
方向沿MN連線向右
D.感應(yīng)電荷在N點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為E＝ ，方向沿MN連線向右
例3
√
√
M點(diǎn)處的點(diǎn)電荷帶負(fù)電，故在金屬板的左側(cè)
面感應(yīng)出正電荷，A正確，B錯(cuò)誤；
由靜電平衡可知，金屬板內(nèi)部合電場強(qiáng)度為
零，故感應(yīng)電荷在N點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度與點(diǎn)
電荷在N點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度等大反向，根據(jù)
E＝
可得，感應(yīng)電荷在N點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度大小為E＝ ，方向沿MN
連線向右，C錯(cuò)誤，D正確。
(2023·重慶卷)真空中固定有兩個(gè)點(diǎn)電荷，負(fù)電荷Q1位于坐標(biāo)原點(diǎn)處，正電荷Q2位于x軸上，Q2的電荷量大小為Q1的8倍。若這兩點(diǎn)電荷在x軸正半軸的x＝x0處產(chǎn)生的合電場強(qiáng)度為0，則Q1、Q2相距
例4
√
(2022·山東卷)半徑為R的絕緣細(xì)圓環(huán)固定在圖示位置，圓心位于O點(diǎn)，環(huán)上均勻分布著電量為Q的正電荷。點(diǎn)A、B、C將圓環(huán)三等分，取走A、B處兩段弧長均為ΔL的小圓弧上的電荷。將一點(diǎn)電荷q置于OC延長線上距O點(diǎn)為2R的D點(diǎn)，O點(diǎn)的電場強(qiáng)度剛好為零。圓環(huán)上剩余電荷分布不變，q為
例5
√
取走A、B處兩段弧長均為ΔL的小圓弧上的電荷，
根據(jù)對稱性可知，圓環(huán)在O點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度為
與A在同一直徑上的A1和與B在同一直徑上的B1產(chǎn)
生的電場強(qiáng)度的矢量和，如圖所示，因?yàn)閮啥位?br/>(2023·廣東茂名市高二期中)空間中三點(diǎn)A、B和C是直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，且AB＝4 cm，∠CAB＝37°，現(xiàn)將點(diǎn)電荷QA和QB分別放在A、B兩點(diǎn)，測得C點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為EC＝8 N/C，方向如圖所示，(靜電力常量k＝9×109 N·m2/C2，sin 37°＝0.6)求：
(1)QA產(chǎn)生的電場在C點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小和方向；
例6
答案　10 N/C　由C指向A
如圖所示，根據(jù)矢量疊加法則可知QA在C點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度方向一定由C指向A，而QB在C點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度方向一定由B指向C，所以有EC＝EAcos 37°
解得EA＝10 N/C
(2)QA電荷量大??；
答案　2.8×10－12 C
解得QA≈2.8×10－12 C
根據(jù)前面分析可知QA帶負(fù)電，
(3)若在C點(diǎn)放一個(gè)q＝－2×10－8 C的試探電荷，
這個(gè)試探電荷受到的靜電力大小和方向。
答案　1.6×10－7 N　由A指向B
試探電荷受到的靜電力大小為F＝|q|EC＝1.6×10－7 N
由于試探電荷帶負(fù)電，所以F的方向與EC的方向相反，為由A指向B。
(2024·長沙市同升湖高級中學(xué)高二月考)如圖所示，帶電小球A和B(可視為點(diǎn)電荷)放在傾角為30°的光滑固定絕緣斜面上，已知A球的質(zhì)量為m，所帶電荷量為＋q，B球的質(zhì)量為2m，所帶電荷量為－q。沿斜面向上的恒力F作用于A球，可使A、B保持間距r不變且沿斜面向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知重力加速度為g，靜電力常量為k，求：
(1)加速度a的大小；
例7
A球和B球的加速度相同，隔離B球，
由牛頓第二定律有F庫－2mgsin 30°＝2ma
(2)F的大小。
把A球和B球看成整體，A、B間的庫侖力為系統(tǒng)內(nèi)力，由牛頓第二定律有
F－3mgsin 30°＝3ma

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