粤教版高中物理必修第三册第一章静电场的描述章末小结与素养评价课件

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一、主干知识成体系第一章　静电场的描述第一章静电场的描述第一章静电场的描述第一章静电场的描述[典例1]　如图所示的平面内，有静止的等量异号点电荷，M、N两点关于两电荷连线对称，M、P两点关于两电荷连线的中垂线对称。下列说法正确的是 (　　)A．M点的场强比P点的场强大B．M点的电势比N点的电势高C．N点的场强与P点的场强相同D．电子在M点的电势能比在P点的电势能大解析： 等量异种点电荷的电场线分布如图所示，则M点的场强与P点的场强大小相等，N点的场强与P点的场强大小相等，方向相同，选项A错误，C正确；根据等量异种点电荷的电势分布特点可知，M点的电势与N点的电势相等，M点的电势高于P点的电势，根据Ep＝qφ＝－eφ可知，电子在M点的电势能比在P点的电势能小，选项B、D错误。答案：C　答案：C(二)求解电场强度的非常规思维方法(1)等效法：在保证效果相同的前提下，将复杂的电场情景变换为简单的或熟悉的电场情景。例如：一个点电荷＋q与一个无限大薄金属板形成的电场，等效为两个异种点电荷连线的中垂面正电荷一侧形成的电场，如图甲、乙所示。答案：B　答案：C　答案：B(三)电场线和等势面的应用(1)电场线与电场强度的关系：电场线越密的地方表示电场强度越大，电场线上某点的切线方向表示该点的电场强度方向。(2)电场线与等势面的关系：电场线与等势面垂直，并从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。(3)电场强度大小与电势无直接关系：零电势点可人为选取，电场强度的大小由电场本身决定，故电场强度大的地方，电势不一定高。(4)电势能与电势的关系：正电荷在电势高的地方电势能大；负电荷在电势低的地方电势能大。[特别提醒](1)电场线越密——电场强度越大。(2)沿电场线方向——电势越来越低。(3)电场强度大的地方——电势不一定高。　　解析：等势面的疏密反映电场强度的大小，故N点的电场强度大于M点的电场强度，同一正的试探电荷在N点受到的电场力大，即FM＜FN；在负的点电荷形成的电场中，离负点电荷越近，电势越低，正的试探电荷的电势能越小，故φM＞φN，EpM＞EpN，A正确。答案：A　[针对训练]4．在地面上插入一对电极M和N，将两个电极与直流电源相连，大地中形成恒定电流和恒定电场。恒定电场的基本性质与静电场相同，其电场线分布如图所示，P、Q是电场中的两点。下列说法中正确的是 (　　) A．P点场强比Q点场强大B．P点电势比Q点电势高C．电子在P点的电势能比在Q点的电势能大D．电子沿直线从N到M的过程中所受电场力恒定不变解析：电场线密的地方场强大，所以P点场强比Q点场强小，故A错误；根据沿电场线方向电势降低可知，P点电势一定高于Q点电势，故B正确；P点电势高于Q点电势，即φP>φQ，由电势能公式Ep＝qφ，可知由于电子带负电，q<0，所以电子在P点的电势能小于在Q点的电势能，故C错误；由于该电场是非匀强电场，场强E是变化的，由F＝qE可知，电子所受的电场力是变化的，故D错误。答案：B　5．(2023·辽宁高考)[多选]图甲为金属四极杆带电粒子质量分析器的局部结构示意图，图乙为四极杆内垂直于x轴的任意截面内的等势面分布图，相邻两等势面间电势差相等，则(　 )A．P点电势比M点的低B．P点电场强度大小比M点的大C．M点电场强度方向沿z轴正方向D．沿x轴运动的带电粒子，电势能不变解析：因P点所在的等势面电势高于M点所在的等势面，可知P点电势比M点的高，选项A错误；因M点的等差等势面密集，则M点场强比P点大，即P点电场强度大小比M点的小，选项B错误；场强方向垂直等势面，且沿电场线方向电势逐渐降低，可知M点电场强度方向沿z轴正方向，选项C正确；因x轴上各点电势相等，则沿x轴运动的带电粒子，电势能不变，选项D正确。答案： CD 　[思路点拨]答案：A[针对训练]6．如图所示，图中五点均在匀强电场中，a、b、c 刚好是一个圆的三个等分点(电势已在图中标注)，O是圆心，c、O、d 三点在同一条直线上，已知电场线与圆所在平面平行。下 列有关 d 点的电势、电场强度的相关描述正确的是 (　　)A．d点的电势为4 VB．d点的电势为6 VC．电场强度方向由c点指向a点D．电场强度方向由c点指向b点答案：B答案：BC　三、创新应用提素养 (一)在生产生活中的应用1．在气候干燥的秋冬季节，人们常常会碰到这些现象：晚上脱衣时，常会听到噼啪的声响；早上起来梳头时，头发常会“飘”起来，这就是发生在我们日常生活中的静电现象。有一次，小明的手指靠近金属门把手时，突然有一种被电击的感觉。这是因为运动摩擦使身体带电，当手指靠近门把手时，二者之间形成的放电现象。若放电前，小明的手指带负电。有关金属门把手的两端被感应带电的情况，下列图中标示正确的是 (　　)解析：人的手指带负电，则由于静电感应，门把手中离手指较近的一端感应出正电，离手指较远的一端感应出负电，则图A是正确的。答案：A　2．医用口罩的熔喷布经过驻极处理可增加静电吸附作用，其中一类吸附 过程可作如图简化：经过驻极处理后某根绝缘纤维带有正电荷，其附 近a点处的初速度平行于该段直纤维且带负电的颗粒被吸附到纤维上b 点，忽略其他电场影响，则 (　　)A．颗粒做匀变速曲线运动B．颗粒受到的电场力恒定C．颗粒的电势能逐渐减小D．a点的电势比b点的高解析：带电的绝缘纤维产生的电场为非匀强电场，故颗粒受到的电场力为变力，做非匀变速曲线运动，故A、B错误；由于颗粒带负电，绝缘纤维带正电，因此电场力对颗粒做正功，电势能减小，故C正确；由于绝缘纤维带正电，故b点电势高于a点，故D错误。答案：C(二)在科技中的应用3．[多选]当今医学上对某些肿瘤采用质子疗法进行治疗，该疗法用一定 能量的质子束照射肿瘤杀死癌细胞。现用一直线加速器来加速质子， 使其从静止开始被加速到1.0×107 m/s。已知加速电场的场强为1.3×105 N/C，质子的质量为1.67×10－27 kg，电荷量为1.6×10－19 C，则下列说法正确的是 (　　)A．加速过程中质子动能增加B．质子所受到的电场力约为2×10－15 NC．质子加速需要的时间约为8×10－6 sD．加速器加速的直线长度约为4 m答案：AD　4． 有趣的“雅各布天梯”实验装置如图甲所示，金属放电杆穿过绝 缘板后与高压电源相接。通电后，高电压在金属杆间将空气击穿， 形成弧光。弧光沿着“天梯”向上“爬”，直到上移的弧光消失， 天梯底部将再次产生弧光放电，如此周而复始。图乙所示是金属放电杆，其中b、b′是间距最小处。在弧光周而复始过程中，下列说法正确的是 (　　)A．每次弧光上“爬”的起点位置是a、a′处B．每次弧光上“爬”的起点位置是b、b′处C．弧光消失瞬间，两杆间b、b′处电压最大D．弧光消失瞬间，两杆间c、c′处电场强度最大解析：两根金属放电杆与高压电源相接，在两放电杆最近处电场强度最大，空气首先被击穿，每次弧光上“爬”的起点位置是b、b′处，在c、c′处距离最远，电场强度最小，则最终弧光在c、c′处消失。故B正确。答案：B