2024-2025学年人教版高一物理必修第三册教学课件 第十章 12 章末素养提升

第十章静电场中的能量章末素养提升一、再现素养知识物理观念电场能的性质1.静电力做功与电势能变化之间的关系：静电力做正功，即WAB>0，电势能减少，静电力做负功，即WAB<0，电势能增加2.电势：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比。公式：φ＝3.电势差：电场中两点之间电势的差值，也叫作电压。静电力做功与电势差的关系WAB＝qUAB或UAB＝4.等势面：电场中电势相同的各点构成的面5.匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点间沿电场方向的距离的乘积，关系式UAB＝Ed物理观念电容器1.定义式：______(比值定义法)2.平行板电容器电容的决定式：________带电粒子在电场中的加速两金属极板之间的电压为U，一质量为m、带电荷量为q的正电粒子从正极板静止释放，到达负极板时速度为v，则qU＝

mv2物理观念带电粒子在电场中的偏转带电粒子以初速度v0垂直电场方向射入电场，极板长度为l，两极板间电压为U，两极板间距为d(不计粒子重力)初速度方向：粒子做匀速直线运动，通过电场的时间t＝___离开电场时垂直于板方向的分速度vy＝at＝_____离开电场时速度方向与初速度方向夹角的正切值tanθ＝＝_______离开电场时沿静电力方向的偏移量y＝

at2＝______科学思维1.科学推理、论证：本章关于电势能、电势、电场强度与电势差的关系等知识的学习都是通过演绎的方式进行的。例如把恒力做功的普遍公式用于匀强电场中静电力做功的情况，推导出静电力做功与路径无关的结论2.用物理量之比定义新物理量，被定义的新物理量跟定义式中的物理量不是同一研究对象，没有相互影响的因果关系，通过电势能与电荷量的比值定义电势，用来描述静电场中某一位置的性质，与试探电荷无关科学探究1.能针对电容器充、放电过程中的电压、电流等物理量的变化提出相关的问题或猜想2.会根据实验电路选择合适的器材进行实验；能在初步观察的基础上确定记录数据的时间间隔；能通过同学间的合作，记录不同时刻电压表、电流表的读数3.会根据实验数据画出I－t图像，推断电荷量的变化情况科学态度与责任1.通过实验的操作，形成严谨细致，实事求是的科学态度2.通过电容器等知识的学习，体会科学、技术、社会之间的密切联系，逐渐形成探索自然的内在动力二、提能综合训练1.(2023·内蒙古北师大乌兰察布集宁附中高二月考)下列是某同学对电场中的概念、公式的理解，其中正确的是A.根据电场强度的定义式E＝

，电场中某点的电场强度与试探电荷的电

荷量成反比B.根据电容的定义式C＝

，电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极

板间的电压成反比C.根据真空中点电荷电场强度公式E＝

，电场中某点电场强度与场源电

荷的电荷量成正比D.根据公式UAB＝

，带电荷量为1C的正电荷，从A点移动到B点克服静

电力做功为1J，则A、B两点的电势差为1V√电场强度取决于电场本身，与有无试探电荷无关，电场强度的定义式，只是为了研究电场的性质方便而定义的，A错误；电容器的电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，电容大小取决于电容器的本身，不能理解成电容器的电容与所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比，B错误；电场中某点电场强度是由场源电荷决定的，所以由真空中点电荷电场强度公式，可知电场中某点电场强度与场源电荷的电荷量成正比，与该点到场源电荷的距离的平方成反比，C正确；2.如图所示，空间存在足够大的水平方向的匀强电场，绝缘的曲面轨道处于匀强电场中，曲面上有一带电金属块在力F的作用下沿曲面向上移动。已知金属块在向上移动的过程中，力F做功40J，金属块克服静电力做功10J，金属块克服摩擦力做功20J，重力势能改变了30J，则A.电场方向水平向左B.电场方向水平向右C.在此过程中金属块电势能减少20JD.在此过程中金属块机械能增加10J√因为不知道带电金属块的电性，所以无法判断电场方向，故A、B错误；克服静电力做功10J，则电势能增加10J，故C错误；机械能的改变量等于除重力以外的其他力所做的总功，故ΔE＝40J－10J－20J＝10J，故D正确。3.(2022·河北卷)如图，真空中电荷量为2q和－q(q>0)的两个点电荷分别位于M点与N点，形成一个以MN延长线上O点为球心，电势为零的等势面(取无穷远处电势为零)，P为MN连线上的一点，S为等势面与直线MN的交点，T为等势面上的一点，下列说法正确的是A.P点电势低于S点电势B.T点电场强度方向指向O点C.除无穷远处外，MN直线上还存在两个电场强

度为零的点D.将正试探电荷q0从T点移到P点，静电力做正功√在直线MN上，左边正电荷在M点右侧电场强度水平向右，右边负电荷在MN间的电场强度水平向右，根据电场的叠加可知MN间的电场强度水平向右，沿着电场线电势逐渐降低，可知由于正电荷的电荷量大于负电荷电荷量，可知在N点的左侧电场强度不可能为零，设M、N之间的距离为L，在N点右侧与N点距离为d的点电场强度为零，则有

，可知除无穷远处外，直线MN上电场强度为零的点只有一个，故C错误；P点电势高于等势面与MN交点处电势，则P点电势高于S点电势，故A错误；由A选项分析可知：T点电势低于P点电势，则正电荷在T点的电势能低于在P点的电势能，将正试探电荷q0从T点移到P点，电势能增加，静电力做负功，故D错误；由于电场强度方向垂直等势面，可知T点的电场强度方向必过等势面的球心O，根据异种电荷的电场线分布情况可知，N、S间电场线方向由S指向N，则φS>φO，由于φT＝φS，则φT>φO，故T点电场强度方向指向O点，故B正确。4.(2022·新疆乌市一中高二期中)一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d，极板分别与电池两极相连，上极板中心有一个小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)。小孔正上方

处的P点有一带电粒子，该粒子从静止开始下落，经过小孔进入电容器，并在下极板处(未与极板接触)返回。若将下极板向上移动

，则仍从P点开始下落的相同粒子将A.打到下极板上B.在下极板处返回√下极板移动前，从静止释放到速度为零的过程，对带电粒子运用动能定理得mg·d－qU＝0，将下极板向上平移

，设运动到距离上极板x处返回；5.(2022·湖南汉寿县第一中学高二阶段练习)如图，在真空中存在着竖直向下的匀强电场，电场强度为E。一根绝缘细线长为L，一端固定在图中的O点，另一端固定有一个质量为m、带电荷量为＋q、可视为点电荷的小球，O点距离地面的高度为H，将小球拉至与O