資源簡介

章末核心素養提升
題型1　靜電力的疊加及平衡問題
例1 如圖所示，質量均為m的三個帶電小球A、B、C，放置在光滑的絕緣水平面上，A與B、B與C間距離均為l，A帶電量QA＝＋8q，B帶電量QB＝＋q，若在C上加一水平向右的恒力F，能使A、B、C三球始終保持相對靜止，已知靜電力常量為k。求外力F的大小及C球所帶電量QC。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
受電場力作用而保持相對靜止的物體系也屬于連接體問題，同樣可應用整體法、隔離法解題。　　　　
例2 （2024·廣東梅州高二月考）質量均為m的三個帶電小球A、B、C用三根長度均為l的絕緣絲線相互連接，放置在光滑絕緣的水平面上，A球的電量為＋q。在C球上施加一個水平向右的恒力F之后，三個小球一起向右運動，三根絲線剛好都伸直且沒有彈力，F作用線的反向延長線與A、B間的絲線相交于絲線的中點，如圖所示。已知靜電力常量為k，下列說法正確的是（　　）
A.B球的電量可能為＋2q
B.C球的電量為－q
C.三個小球一起運動的加速度為
D.恒力F的大小為
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題型2　靜電力作用下的動力學和能量問題
例3 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。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　
電場力作用下的圓周運動解題方法，依然是應用沿半徑方向的合力提供向心力和動能定理解題，只是增加了電場力，并且需要分析電場力做功而已。　　　　
題型3　電場強度、電勢、電勢差、電勢能的比較
例4 如圖所示，直線AB為某電場的一條電場線，a、b、c是電場線上等間距的三個點。一個帶電粒子僅在電場力作用下沿電場線由a點運動到c點的過程中，粒子動能增加，且a、b段動能增量大于b、c段動能增量， a、b、c三點的電勢分別為φa、φb、φc，電場強度大小分別為Ea、Eb、Ec， 粒子在a、b、c三點的電勢能分別為Epa、Epb、Epc。下列說法正確的是（　　）
A.電場方向由A指向B B.φa＞φb＞φc
C.Epa＞Epb＞Epc D.Ea＞Eb＞Ec
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總結提升　電場強度、電勢、電勢差、電勢能的比較
電場強度 電勢 電勢差 電勢能
意 義 描述電場的力的性質 描述電場的能的性質 描述電場力做功的本領 描述電荷在電場中具有的與電荷位置有關的能量
公式 E＝ φ＝ UAB＝ Ep＝qφ
單 位 N/C，V/m V，J/C V，J/C J
決 定 因 素 由電場本身決定，與試探電荷無關 由電場本身決定，與試探電荷無關，其大小與參考點的選取有關，有相對性 由電場本身決定，與試探電荷無關，與參考點的選取無關 由電量和電荷所在位置的電勢決定，與參考點的選取有關，有相對性
聯 系 （1）勻強電場中UAB＝Ed（d為A、B兩點沿電場方向上的距離） （2）電勢沿著電場方向降低最快 （3）UAB＝φA－φB，UAB＝，UAB＝，φ＝，WAB＝EpA－EpB
章末核心素養提升
知識網絡構建
同種　異種　摩擦　接觸　感應　創造　消滅　其他物體　另一部分
總量　k　9.0×109 N·m2/C2　形狀　大小　放入電場某點處的試探電荷受到的電場力與它的電量之比　　正　　平行四邊形　場強方向　初、末位置　EpA－EpB　大地　無限遠　
電勢　不做功　高　低　密集　大　φA－φB　φB－φA　qUAB　Ed　快
核心素養提升
例1 　－16q
解析　以A、B、C整體為研究對象，由牛頓第二定律有F＝3ma，可知整體加速度方向向右，由題意知A、B 都帶正電，則C帶負電。
以A為研究對象，由牛頓第二定律得k－k＝ma
以B為研究對象，由牛頓第二定律得k＋k＝ma
聯立解得QC＝16q(負電)，外力為F＝。
例2 C　[根據對稱性可知，A球的電量和B球的電量應相同，故A錯誤；設C球的電量為qC，以A球為研究對象，B球對A球的斥力大小為FBA＝，C球對A球的引力大小為FCA＝，由題意可得三個小球一起運動的加速度方向與F的作用線平行，則有 FCAsin 30°＝FBA，FCAcos 30°＝ma，解得|qC|＝2q，C球應帶負電，故qC＝－2q，a＝，故C正確，B錯誤；以三個小球整體為研究對象，根據牛頓第二定律可得F＝3ma＝，故D錯誤。]
例3 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。
例4 C　[粒子的電性不確定，則不能確定電場的方向，也不能判斷各點的電勢關系，選項A、B錯誤；粒子在電場中只受電場力作用，則動能增加量等于電勢能減小量，由a點運動到c點的過程中，粒子動能增加，則電勢能減小，即Epa＞Epb＞Epc；因a、b段動能增量大于b、c段動能增量，可知ab段的電勢差大于bc段的電勢差，根據U＝Ed可知，ab段的電場線比bc段的密集，但是不能比較三點電場強度大小關系，選項C正確，D錯誤。](共16張PPT)
章末核心素養提升
第一章　靜電場的描述
目 錄
CONTENTS
知識網絡構建
01
核心素養提升
02
知識網絡構建
1
同種
異種
摩擦
接觸
感應
創造
消滅
其他物體
另一部分
總量
9.0×109 N·m2/C2
形狀
大小
放入電場某點處的試探電荷受到的電場力與它的電量之比
正
平行四邊形
場強方向
初、末位置
EpA－EpB
大地
無限遠
電勢
不做功
高
低
密集
大
φA－φB
φB－φA
qUAB
Ed
快
核心素養提升
2
題型1　靜電力的疊加及平衡問題
例1 如圖所示，質量均為m的三個帶電小球A、B、C，放置在光滑的絕緣水平面上，A與B、B與C間距離均為l，A帶電量QA＝＋8q，B帶電量QB＝＋q，若在C上加一水平向右的恒力F，能使A、B、C三球始終保持相對靜止，已知靜電力常量為k。求外力F的大小及C球所帶電量QC。
解析　以A、B、C整體為研究對象，由牛頓第二定律
有F＝3ma，可知整體加速度方向向右，由題意知A、B 都帶正電，則C帶負電。
受電場力作用而保持相對靜止的物體系也屬于連接體問題，同樣可應用整體法、隔離法解題。　　　　
C
例2 （2024·廣東梅州高二月考）質量均為m的三個帶電小球A、B、C用三根長度均為l的絕緣絲線相互連接，放置在光滑絕緣的水平面上，A球的電量為＋q。在C球上施加一個水平向右的恒力F之后，三個小球一起向右運動，三根絲線剛好都伸直且沒有彈力，F作用線的反向延長線與A、B間的絲線相交于絲線的中點，如圖所示。已知靜電力常量為k，下列說法正確的是（　　）
題型2　靜電力作用下的動力學和能量問題
例3 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。
電場力作用下的圓周運動解題方法，依然是應用沿半徑方向的合力提供向心力和動能定理解題，只是增加了電場力，并且需要分析電場力做功而已。　　　　
C
題型3　電場強度、電勢、電勢差、電勢能的比較
例4 如圖所示，直線AB為某電場的一條電場線，a、b、c是電場線上等間距的三個點。一個帶電粒子僅在電場力作用下沿電場線由a點運動到c點的過程中，粒子動能增加，且a、b段動能增量大于b、c段動能增量， a、b、c三點的電勢分別為φa、φb、φc，電場強度大小分別為Ea、Eb、Ec， 粒子在a、b、c三點的電勢能分別為Epa、Epb、Epc。下列說法正確的是（　　）
A.電場方向由A指向B 　　 B.φa＞φb＞φc
C.Epa＞Epb＞Epc 　　 D.Ea＞Eb＞Ec
解析　粒子的電性不確定，則不能確定電場的方向，也不能判斷各點的電勢關系，選項A、B錯誤；粒子在電場中只受電場力作用，則動能增加量等于電勢能減小量，由a點運動到c點的過程中，粒子動能增加，則電勢能減小，即Epa＞Epb＞Epc；因a、b段動能增量大于b、c段動能增量，可知ab段的電勢差大于bc段的電勢差，根據U＝Ed可知，ab段的電場線比bc段的密集，但是不能比較三點電場強度大小關系，選項C正確，D錯誤。
總結提升　電場強度、電勢、電勢差、電勢能的比較

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