2024_2025年新教材高中物理第1章静电场章末综合提升学案教科版必修第三册.docVIP

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第1章静电场

[巩固层·学问整合]

(老师用书独具)

[提升层·实力强化]

电场强度及其叠加

1．场强的公式

E＝eq\f(F,q)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(适用于任何电场,q为摸索电荷的电荷量))

E＝eq\f(kQ,r2)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(适用于点电荷产生的电场,Q为场源电荷的电荷量))

2．电场的叠加

(1)电场叠加：多个电荷在空间某处产生的电场强度为各电荷单独在该处所产生的电场强度的矢量和。

(2)运算法则：平行四边形定则。

(3)留意事项：

①弄清场源电荷是正电荷还是负电荷。

②弄清求哪一点的场强，各场源电荷在该点产生场强的大小和方向。

③明确场强是矢量，矢量的合成满意平行四边形定则。

【例1】如图所示，一个绝缘圆环，当它的eq\f(1,4)匀称带电且电荷量为＋q时，圆心O处的电场强度大小为E，现使半圆ABC匀称带电＋2q，而另一半圆ADC匀称带电－2q，则圆心O处电场强度的大小和方向为()

A．2eq\r(2)E，方向由O指向D

B．4E，方向由O指向D

C．2eq\r(2)E，方向由O指向B

D．0

A[当圆环的eq\f(1,4)匀称带电，电荷量为＋q时，圆心O处的电场强度大小为E，当半圆ABC匀称带电＋2q时，由如图所示的矢量合成可得，在圆心处的电场强度大小为eq\r(2)E，方向由O到D；当另一半圆ADC匀称带电－2q时，同理，在圆心处的电场强度大小为eq\r(2)E，方向由O到D；依据矢量的合成法则，圆心O处的电场强度的大小为2eq\r(2)E，方向由O到D，选项A正确，B、C、D错误。]

[一语通关]

?1?场源电荷不是点电荷时不能应用E＝eq\f(Q,r2)干脆求电场强度。

?2?电场强度叠加时要先确定各分电场强度的大小和方向。

电场线及其应用

1．电场线的应用

(1)推断电场强度的大小：

电场线越密的地方电场强度越大，电场线越疏的地方电场强度越小。

(2)推断电场力的方向：

电场线上某点的切线方向为电场强度的方向。正电荷所受的电场力方向与电场强度方向相同，负电荷所受的电场力方向与电场强度方向相反。

2．电场线与电荷运动的轨迹

(1)电荷运动的轨迹与电场线一般不重合。若电荷只受电场力的作用，在以下条件均满意的状况下两者重合：

①电场线是直线。

②电荷由静止释放或有初速度，且初速度方向与电场线方向平行。

(2)由粒子运动轨迹推断粒子运动状况：

①粒子受力方向指向曲线的内侧，且与电场线相切。

②由电场线的疏密推断加速度大小。

③由电场力做功的正负推断粒子动能的变更。

【例2】(多选)图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，下列说法正确的是()

A．粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力

B．粒子在M点的加速度小于在N点的加速度

C．粒子在M点的速度小于在N点的速度

D．粒子从M点到N点做的是变加速运动

BCD[从题图中可以看出，M点处的电场线较疏，而N点处的电场线较密，所以粒子在M点所受的电场力要小于在N点所受的电场力，则粒子在M点的加速度小于在N点的加速度，所以A错误，B正确；因粒子只受电场力作用，由题图可以看出，电场力对其做正功，所以粒子的动能增加，速度增大，故C正确；由于粒子在运动过程中受到的电场力是个变力，所以粒子所做的运动是变加速运动，D正确。]

[一语通关]

可依据电场线分布的疏密程度推断粒子电场力和加速度的变更状况，依据电场力做功正负，推断速度变更状况，如电场线方向已知，也可推断粒子的带电性。

电场中的五类图像问题

电场中五类图像的特点与应用

v-t图像

依据v-t图像中速度变更、斜率确定电荷所受合力的方向与合力大小变更，确定电场的方向、电势凹凸及电势能变更

φ-x图像

①电场强度的大小等于φ-x图像的斜率大小，电场强度为零处，φ-x图像存在极值，其切线的斜率为零；

②在φ-x图像中可以干脆推断各点电势的凹凸，并可依据电势凹凸关系确定电场强度的方向；

③在φ-x图像中分析电荷移动时电势能的变更，可用WAB＝qUAB，进而分析WAB的正负，然后做出推断

E-t图像

依据题中给出的E-t图像，确定E的方向，再在草稿纸上画出对应电场线的方向，依据E的大小变更，确定电场的强弱分布

E-x图像

①反映了电场强度随位移变更的规律；

②E0表示场强沿x轴正方向，E0表示场强沿x轴负方向；

③图线与x轴围成的“面积”表示电势差，“面积”大小表示电势差大小，两点的电势凹凸依据电场方向判定

Ep-x图像

①反映了电势能随位移变更的规律；

②图线的切线斜率大小等于电场力大小；

③进一步推断场强、