資源簡介

章末素養提升
物理觀念 幾種常見的電荷 1.點電荷：帶電體的________、________及________對它們之間的作用力的影響可以忽略 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的性質的電荷 4.元電荷：最小的________，即________所帶電荷量的絕對值 5.比荷：帶電體的________與________的比值叫作比荷
兩個定律 1.電荷守恒定律：電荷既不能被________，也不能被________，它們只能從一個物體________到其他物體，或者從物體的一部分________到另一部分；在任何轉移的過程中，電荷的________保持不變 2.庫侖定律：在真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，其大小與它們的________成正比，與它們之間距離r的________成反比，作用力的方向在________。這個規律叫作庫侖定律。電荷之間的這種相互作用力叫作________或________
電場力的性質 1.基本性質：對放入其中的電荷有________的作用 2.電場強度：E＝(適用于________電場)，方向與________點電荷所受電場力的方向相同 決定式：E＝k(適用于________) 3.電場線：電場中畫出假想的曲線，每點的________表示該點的________方向，疏密表示電場的________，特點是________、________
電場能的性質 1.電勢能與電勢：φ＝ 2.等勢面：與電場線相互________，沿等勢面移動電荷電場力________做功 3.電勢差：UAB＝________，UAB＝______
科學思維 1.能在熟悉情境中運用點電荷、試探電荷、電場線、等勢線等模型分析靜電問題，體會物理模型的重要作用 2.能體會用物理量之比定義新物理量的方法，如電場強度、電勢、電勢差等，能體會探究庫侖定律過程中的科學思想和方法 3.了解類比推理的方法，能綜合運用力學和電學知識分析解決靜電問題
科學探究 1.通過實驗觀察，了解靜電現象，探究物體帶電的本質 2.通過探究如何得出庫侖定律，體會庫侖扭秤實驗的科學思想和方法 3.通過實驗模擬和定量分析的方法，探究描述電場強弱的物理量，獲得探究體驗
科學態度與責任 1.通過電勢能與重力勢能的對比，體會類比與創新在物理學研究中的重要性 2.能體會形象思維與抽象思維的相互關聯，感悟物理學的內在之美 3.通過對靜電場中的能量分析，培養能量意識和社會發展的責任意識
例1　(2023·深圳市羅湖外語學校高二期中)兩個固定的等量異種點電荷所形成電場的等勢面如圖中虛線所示，一帶負電的粒子以某一速度從圖中a點進入電場，其運動軌跡為圖中實線所示，a、b、c、d、e為軌跡與等勢線的交點，直線ae水平。若粒子只受電場力作用，則下列關于帶電粒子的判斷正確的是(　　)
A．電場方向豎直向上
B．粒子在a點的電勢能小于在e點的電勢能
C．粒子從a點運動到e點的過程中的動能先減小后增大
D．粒子從a點運動到d點的過程中減小的動能大于增加的電勢能
例2　(多選)(2023·廣州市高二開學考試)如圖，長方體左右兩個正方形平面的中心固定兩個等量同種正電荷A和B，AB連線中點為O。長方體的四條邊的中點有a、b、c、d四個點。下列說法正確的是(　　)
A．a、b、c、d電勢均相同
B．a、b、c、d場強均相同
C．電子從a沿aO方向移動到c，電勢能先減少后增加
D．abcd組成的平面是等勢面
例3　(多選)(2024·湛江市高二期末)我國的特高壓直流輸電是中國在高端制造領域領先世界的一張“名片”，特別適合遠距離輸電，若直流高壓線掉到地上時，它就會向大地輸入電流，并且以高壓線與大地接觸的那個位置為圓心，形成一簇如圖所示的等差等勢線同心圓，A、B、C、D是等勢線上的四點，當人走在地面上時，如果形成跨步電壓就會導致兩腳間有電勢差而發生觸電事故，如圖所示，則(　　)
A．電勢的大小為φA>φB＝φD>φC
B．電場強度的大小為EA>EB＝ED>EC
C．AB間距離等于BC間距離的2倍
D．人從B沿著圓弧走到D會發生觸電
例4　存在勻強電場的空間中有一棱長為2 cm的正四面體ABCD，如圖所示。已知UAC＝UBC＝3 V，電場方向平行于底面ABC，則(　　)
A．A、B兩點處的電勢不相等
B．電場強度大小為1 V/m
C．電場強度大小為100 V/m
D．C、D兩點的電勢差UCD＝2 V
例5　(2023·深圳大學附中高二月考)如圖甲所示，絕緣水平面上存在方向水平向右的勻強電場，一帶電物塊以一定的初速度從O點開始向右運動。取O點為電勢零點，該物塊的電勢能與動能之和E總、電勢能Ep隨它離開O點的距離x變化的關系圖像如圖乙所示，由此能夠求出的物理量是(　　)
A．物塊帶電的正負和電荷量多少
B．勻強電場的場強大小
C．物塊返回O點時的動能
D．物塊與水平面間的動摩擦因數
例6　如圖所示，在一光滑絕緣、半徑為R的豎直半圓弧槽ABC的圓心O處固定一電量為＋Q的帶電小球，現將一質量為m、電量為＋q的光滑小球從A點由靜止釋放，求小球到達最低點B時對槽的壓力大小。
章末素養提升
再現素養知識
形狀　大小　電荷分布狀況　激發電場　電荷量　電子(或質子)
電荷量　質量　創造　消滅　轉移　轉移　總量　電荷量q1、q2的乘積　二次方　它們的連線上　靜電力　庫侖力　力　一切　正
點電荷　切線方向　電場強度　強弱　不閉合　不相交　
垂直　不　φA－φB　
例1　C　[從粒子運動軌跡看出，軌跡向上彎曲，可知帶負電粒子受到了向上的力的作用，可知場強方向大致向下，A錯誤；a、e兩點電勢相等，同一粒子在這兩點電勢能相等，B錯誤；帶負電粒子從a點運動到e點的過程中電場力先做負功后做正功，則動能先減小后增大，C正確；由于粒子運動過程中只有電場力做功，能量只在動能與電勢能之間轉化，則粒子從a點運動到d點的過程中減小的動能等于增加的電勢能，D錯誤。]
例2　AC　[如圖所示為兩個等量同種正電荷周圍電場分布，對比題圖可知，由于對稱性，a、b、c、d電勢均相同，場強大小相等、方向不同，A正確，B錯誤；
aOc連線上，O點電勢最高，故從a到c過程，電勢先升高、后降低，由Ep＝－eφ可知，電子從a沿aO方向移動到c，電勢能先減少后增加，C正確；
等勢面始終垂直于電場線，由題圖可知，abcd組成的平面不是等勢面，D錯誤。]
例3　AB　[根據題意，圓心處的電勢最高，向外越來越低，電勢的大小為φA>φB＝φD>φC，故A正確；
電場強度可以通過等差等勢線的疏密來判斷，由題圖可知電場強度的大小為EA>EB＝ED>EC，故B正確；
AB間的平均場強大于BC間的平均場強，由題圖可知AB的電勢差等于BC電勢差的二倍，根據E＝，可以定性判斷出AB間距離小于BC間距離的2倍，故C錯誤；
B和D在同一條等勢線上，人從B沿著圓弧走到D，兩腳間不會形成電勢差，不會發生觸電，故D錯誤。]
例4　C　[因為UAC＝UBC＝3 V，所以AB連線為等勢線，過C點作AB的垂線，垂足為F，則FC即為勻強電場的電場線，如圖所示，
由幾何知識知FC＝3 cm，則勻強電場電場強度大小E＝ V/m＝100 V/m，過D點作FC的垂線，垂足為G，則CG＝FC，所以UDC＝UGC＝UFC＝UAC＝2 V，則C、D兩點的電勢差UCD＝－UDC＝－2 V，故選C。]
例5　C　[由題圖乙可知，物塊離開O點向右運動電勢能增加，電場力做負功，可知物塊所受的電場力水平向左，與勻強電場的電場線方向相反，即物塊帶負電，但物塊所帶電荷量不能確定，故A錯誤；根據Ep＝Fx，結合題圖乙中數據Ep＝80 J，x＝8 m，解得F＝10 N，由F＝qE可知，物塊所帶電荷量未知，所以不能確定勻強電場的場強大小，故B錯誤；由題圖乙知，物塊向右運動時，電勢能與動能之和減小了20 J，電勢能增加了80 J，則動能減小了100 J，即Ek＝－100 J，根據動能定理－(F＋f)x＝Ek，物塊向左運動過程，由動能定理得(F－f)x＝Ek′，聯立解得Ek′＝60 J，f＝2.5 N，故C正確；根據f＝μmg，由于物塊的質量未知，也不能求出，則不能確定物塊與水平面間的動摩擦因數，故D錯誤。]
例6　3mg＋k
解析　設小球到達B點時的速度大小為v，槽對小球的支持力為FN，小球從A到B的過程，靜電力不做功，由動能定理得mgR＝mv2
在B點，合力提供向心力，有
FN－mg－k＝m
聯立兩式得FN＝3mg＋k
由牛頓第三定律得小球到達最低點B時對槽的壓力大小為3mg＋k。(共21張PPT)
DIYIZHANG
第一章
章末素養提升
物理觀念 幾種常見的電荷 1.點電荷：帶電體的_____、_____及_____________對它們之間的作用力的影響可以忽略
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的性質的電荷
4.元電荷：最小的_______，即____________所帶電荷量的絕對值
5.比荷：帶電體的_______與_____的比值叫作比荷
形狀
大小
電荷分布狀況
激發電場
電荷量
電子(或質子)
電荷量
質量
物理觀念 兩個定律 1.電荷守恒定律：電荷既不能被_____，也不能被_____，它們只能從一個物體_____到其他物體，或者從物體的一部分_____到另一部分；在任何轉移的過程中，電荷的_____保持不變
2.庫侖定律：在真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，其大小與它們的___________________成正比，與它們之間距離r的______成反比，作用力的方向在____________。這個規律叫作庫侖定律。電荷之間的這種相互作用力叫作______或______
創造
消滅
轉移
轉移
總量
電荷量q1、q2的乘積
二次方
它們的連線上
靜電力
庫侖力
物理觀念 電場力的性質 1.基本性質：對放入其中的電荷有____的作用
2.電場強度：E＝ (適用于_____電場)，方向與____點電荷所
受電場力的方向相同
決定式：E＝ (適用于_______)
3.電場線：電場中畫出假想的曲線，每點的_________表示該點的_________方向，疏密表示電場的_____，特點是_______、_______
一切
力
正
點電荷
切線方向
電場強度
強弱
不閉合
不相交
物理觀念 電場能的性質 1.電勢能與電勢：φ＝_____
2.等勢面：與電場線相互_____，沿等勢面移動電荷電場力____做功
3.電勢差：UAB＝_______，UAB＝_____
垂直
不
φA－φB
科學思維 1.能在熟悉情境中運用點電荷、試探電荷、電場線、等勢線等模型分析靜電問題，體會物理模型的重要作用
2.能體會用物理量之比定義新物理量的方法，如電場強度、電勢、電勢差等，能體會探究庫侖定律過程中的科學思想和方法
3.了解類比推理的方法，能綜合運用力學和電學知識分析解決靜電問題
科學探究 1.通過實驗觀察，了解靜電現象，探究物體帶電的本質
2.通過探究如何得出庫侖定律，體會庫侖扭秤實驗的科學思想和方法
3.通過實驗模擬和定量分析的方法，探究描述電場強弱的物理量，獲得探究體驗
科學態度與責任 1.通過電勢能與重力勢能的對比，體會類比與創新在物理學研究中的重要性
2.能體會形象思維與抽象思維的相互關聯，感悟物理學的內在之美
3.通過對靜電場中的能量分析，培養能量意識和社會發展的責任意識
　(2023·深圳市羅湖外語學校高二期中)兩個固定的等量異種點電荷所形成電場的等勢面如圖中虛線所示，一帶負電的粒子以某一速度從圖中a點進入電場，其運動軌跡為圖中實線所示，a、b、c、d、e為軌跡與等勢線的交點，直線ae水平。若粒子只受電場力作用，則下列關于帶電粒子的判斷正確的是
A.電場方向豎直向上
B.粒子在a點的電勢能小于在e點的電勢能
C.粒子從a點運動到e點的過程中的動能先減小后增大
D.粒子從a點運動到d點的過程中減小的動能大于增加的電勢能
例1
√
提能
綜合訓練
從粒子運動軌跡看出，軌跡向上彎曲，可知帶
負電粒子受到了向上的力的作用，可知場強方
向大致向下，A錯誤；
a、e兩點電勢相等，同一粒子在這兩點電勢能相等，B錯誤；
帶負電粒子從a點運動到e點的過程中電場力先做負功后做正功，則動能先減小后增大，C正確；
由于粒子運動過程中只有電場力做功，能量只在動能與電勢能之間轉化，則粒子從a點運動到d點的過程中減小的動能等于增加的電勢能，D錯誤。
　(多選)(2023·廣州市高二開學考試)如圖，長方體左右兩個正方形平面的中心固定兩個等量同種正電荷A和B，AB連線中點為O。長方體的四條邊的中點有a、b、c、d四個點。下列說法正確的是
A.a、b、c、d電勢均相同
B.a、b、c、d場強均相同
C.電子從a沿aO方向移動到c，電勢能先減少后增加
D.abcd組成的平面是等勢面
例2
√
√
如圖所示為兩個等量同種正電荷周圍電場分布，對比
題圖可知，由于對稱性，a、b、c、d電勢均相同，場
強大小相等、方向不同，A正確，B錯誤；
aOc連線上，O點電勢最高，故從a到c過程，電勢先升
高、后降低，由Ep＝－eφ可知，電子從a沿aO方
向移動到c，電勢能先減少后增加，C正確；
等勢面始終垂直于電場線，由題圖可知，abcd組
成的平面不是等勢面，D錯誤。
　(多選)(2024·湛江市高二期末)我國的特高壓直流輸電是中國在高端制造領域領先世界的一張“名片”，特別適合遠距離輸電，若直流高壓線掉到地上時，它就會向大地輸入電流，并且以高壓線與大地接觸的那個位置為圓心，形成一簇如圖所示的等差等勢線同心圓，A、B、C、D是等勢線上的四點，當人走在地面上時，如果形成跨步電壓就會導致兩腳間有電勢差而發生觸電事故，如圖所示，則
A.電勢的大小為φA>φB＝φD>φC
B.電場強度的大小為EA>EB＝ED>EC
C.AB間距離等于BC間距離的2倍
D.人從B沿著圓弧走到D會發生觸電
例3
√
√
根據題意，圓心處的電勢最高，向外越來越低，
電勢的大小為φA>φB＝φD>φC，故A正確；
電場強度可以通過等差等勢線的疏密來判斷，由
題圖可知電場強度的大小為EA>EB＝ED>EC，故B
正確；
AB間的平均場強大于BC間的平均場強，由題圖可知AB的電勢差等于BC電勢差的二倍，根據E＝ ，可以定性判斷出AB間距離小于BC間距離的2倍，故C錯誤；
B和D在同一條等勢線上，人從B沿著圓弧走到D，兩腳間不會形成電勢差，不會發生觸電，故D錯誤。
　存在勻強電場的空間中有一棱長為 的正四面體ABCD，如圖所示。已知UAC＝UBC＝3 V，電場方向平行于底面ABC，則
A.A、B兩點處的電勢不相等
B.電場強度大小為1 V/m
C.電場強度大小為100 V/m
D.C、D兩點的電勢差UCD＝2 V
例4
√
因為UAC＝UBC＝3 V，所以AB連線為等勢線，過C點作AB的垂線，垂足為F，則FC即為勻強電場的電場線，如圖所示，由幾何知識知FC＝3 cm，
則C、D兩點的電勢差UCD＝－UDC＝－2 V，故選C。
　(2023·深圳大學附中高二月考)如圖甲所示，絕緣水平面上存在方向水平向右的勻強電場，一帶電物塊以一定的初速度從O點開始向右運動。取O點為電勢零點，該物塊的電勢能與動能之和E總、電勢能Ep隨它離開O點的距離x變化的關系圖像如圖乙所示，由此能夠求出的物理量是
A.物塊帶電的正負和電荷量多少
B.勻強電場的場強大小
C.物塊返回O點時的動能
D.物塊與水平面間的動摩擦因數
例5
√
由題圖乙可知，物塊離開O點向右運動電勢能增加，電場力做負功，可知物塊所受的電場力水平向左，與勻強電場的電場線方向相反，即物塊帶負電，但物塊所帶電荷量不能確定，故A錯誤；
根據Ep＝Fx，結合題圖乙中數據Ep＝80 J，x＝8 m，解得F＝10 N，由F＝qE可知，物塊所帶電荷量未知，所以不能確定勻強電場的場強大小，故B錯誤；
由題圖乙知，物塊向右運動時，電勢能與動能之和減小了20 J，電勢能增加了80 J，則動能減小了100 J，即Ek＝－100 J，根據動能定理－(F＋f)x＝Ek，物塊向左運動過程，由動能定理得(F－f)x＝Ek′，聯立解得Ek′＝60 J，f＝2.5 N，故C正確；
根據f＝μmg，由于物塊的質量未知，也不能求出，則不能確定物塊與水平面間的動摩擦因數，故D錯誤。
　如圖所示，在一光滑絕緣、半徑為R的豎直半圓弧槽ABC的圓心O處固定一電量為＋Q的帶電小球，現將一質量為m、電量為＋q的光滑小球從A點由靜止釋放，求小球到達最低點B時對槽的壓力大小。
例6
設小球到達B點時的速度大小為v，槽對小球的支持力為FN，小球從A
到B的過程，靜電力不做功，由動能定理得
在B點，合力提供向心力，有

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