【核心素养】人教版高中必修三+第十章+《章节综合与测试》课件PPT+单元测试卷

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第十章 静电场中的能量　总结与复习 人教版 高中物理必修三1 知识网络2 专题归纳3 素养提升4 易错题归纳目录CONTENTS知识网络专题归纳1 电场线、等势面、粒子的轨迹问题1．电场线的作用(1)判断电场强度的方向电场线上任意一点的切线方向即为该点电场强度的方向．(2)判断静电力的方向——正电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相同，负电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相反．(3)判断电场强度的大小(定性)——电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度小，进而可判断电荷受静电力大小和加速度的大小．(4)判断电势的高低与电势降低的快慢——沿电场线的方向电势逐渐降低，电场强度的方向是电势降低最快的方向．2．电场线与带电粒子在电场中运动轨迹的关系一般情况下带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合，只有同时满足以下三个条件时，两者才会重合．(1)电场线为直线；(2)粒子初速度为零，或初速度方向与电场线平行；(3)粒子仅受静电力作用或所受合力的方向与电场线平行．专题归纳1 电场线、等势面、粒子的轨迹问题4．求电场强度的两种特殊方法(1)对称法：巧妙而合理地假设放置额外电荷，或将电荷巧妙地分割使问题简化而求得未知电场强度，都可采用对称法求解．(2)微元法：微元法就是将研究对象分割成若干微小的单元，或从研究对象上选取某一“微元”加以分析，从而可以化曲为直，使变量、难以确定的量转化为常量、容易确定的量．(3)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或者熟悉的电场情景，在本章易错题归纳中的丢分题就运用了等效法．专题归纳1 电场的叠加例1　(多选)如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子，仅在静电力作用下的运动轨迹如图中虚线所示．则(　　)A．a一定带正电，b一定带负电B．a的速度将减小，b的速度将增大C．a的加速度将减小，b的加速度将增大D．两个粒子的电势能都减少解析：因为电场线方向未知，不能确定a、b的电性，所以A错误；由于静电力对a、b都做正功，所以a、b的速度都增大，电势能都减少，故B错误、D正确；粒子的加速度大小取决于静电力的大小，a向电场线稀疏的方向运动，b向电场线密集的方向运动，所以C正确．答案：CD1．力和运动的角度带电体的运动情况取决于它的受力情况及初始状态，准确分析带电体的受力情况是解题的关键，通过受力分析可判断带电体的运动性质及运动轨迹．从力和运动的角度进行分析是解决带电体在电场中运动问题的最基本方法．2．运动分解的角度带电体在电场和重力场的复合场中，若做类平抛或其他曲线运动，都可以考虑运动分解的思想，把它分解为两个分运动，可使问题很快得到解决．专题归纳2 带电体(粒子)在静电力作用下的运动例2　如图所示，水平地面上方分布着水平向右的匀强电场．一L形的绝缘硬质管竖直固定在匀强电场中，管的水平部分长为l1＝0.2 m，离水平地面的距离为h＝5.0 m，竖直部分长为l2＝0.1 m．一带正电的小球从管的上端口A由静止释放，小球与管间摩擦不计且小球通过管的弯曲部分(长度极短，可不计)时没有能量损失，小球在电场中受的静电力大小为重力的一半．求：(1)小球运动到管口B时的速度大小；(2)小球落地点与管的下端口B的水平距离．(g取10 m/s2)答案：(1)2.0 m/s　(2)4.5 m例3　长为L的平行金属板与水平面成θ角放置，板间有匀强电场．一个电荷量为－q、质量为m的带负电的液滴以速度v0垂直于电场方向射入两极板间，如图所示，射入后液滴沿直线运动．已知重力加速度为g，求：(1)两极板间的电场强度大小．(2)液滴离开电场时的速度大小．素养提升【答案】BCD1．[物理观念](多选)下列说法正确的是(　　)A．将电荷由电势低的地方多到电势高的地方，电势能一定增加B．将正电荷由电势低的地方移到电势高的地方，电势能一定增加C．将负电荷由电势高的地方移到电势低的地方，电势能一定增加D．无论是正电荷还是负电荷，电场力做负功时电势能一定增加素养提升【解析】将电荷由电势低的地方移到电势高的地方，由于不知电荷的电性，则电场力做功正负不知，因此无法判定电势能变化，故A错误；由电场力做功与电势能变化关系可知，正电荷从低电势运动到高电势处，电场力做负功，所以电势能增加，故B正确；负电荷由高电势运动到低电势处，电场力做负功，所以电势能增加，故C正确；不论是正电荷还是负电荷，只要静电力做负功时，电势能一定增加，故D正确．素养提升【答案】C2．[物理观念]如图所示，a、b、c是条电场线上的三个点，a、b之间的距离等于b、c之间的距离，用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，由图可以判定下列说法中正确的是(　　)素养提升【解析】因为不清楚周围电场线的分布，所以无法判断电场强度的大小，故A、B错误；沿电场线方向电势降低，所以φa＞φb＞φc , 故C正确；根据U＝Ed，虽然间距相等，但是不清楚电场强度关系，无法判断电势差关系，D错误．素养提升【答案】C3．[科学推理]关于同一电场的电场线，下列表述正确的是(　　)A．电场线是客观存在的B．电场线越密，电场强度越小C．沿着电场线方向，电势越来越低D．电荷在沿电场线方向移动时，电势能减小素养提升【解析】电场是客观存在的，而电场线是假想的，A错误；电场线越密的地方电场越强，B错误；沿着电场线的方向电势逐渐降低，C正确；负电荷沿着电场线方向移动时电场力做负功，电势能增加，D错误．素养提升【答案】D4．[科学推理]常用的电容器，从构造上看，可以分为固定电容器和可变电容器两类．如图甲、乙为两种电容器的实物图片，根据图中的相关信息，下列判断中正确的是(　　)A．图中甲为可变电容器，它是通过改变极板间的距离来改变电容器的电容B．在不改变其他条件下，将甲电容器浸入煤油中，其电容不发生变化C．根据图乙中电容器外壳上标的数据可知，电压超过5.5 V时乙电容器就会被击穿D．根据图乙中电容器外壳上标的数据可知，乙电容器接5.5 V电压时，储存的电量为5.5 C素养提升素养提升【答案】AD5．[模型建构，科学推理](多选)在竖直向上的匀强电场中，有两个质量相等、带异种电荷的小球A、B(均可视为质点)处在同一水平面上．现将两球以相同的水平速度v0向右抛出，最后落到水平地面上，运动轨迹如图所示，两球之间的静电力和空气阻力均不考虑，则(　　)A．A球带正电，B球带负电B．A球比B球先落地C．在下落过程中，A球的电势能减少，B球的电势能增加D．两球从抛出到各自落地的过程中，A球的动能变化量比B球的小素养提升素养提升6．如图所示，长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个电荷量为＋q、质量为m的带电粒子以初速度v0紧贴上板垂直于电场线的方向进入该电场，最后刚好从下板边缘射出，射出时其末速度恰与下板的夹角θ＝30°，不计粒子重力，求：(1)粒子的末速度大小；(2)匀强电场的电场强度大小；(3)两板间的距离．素养提升素养提升易错题归纳：对静电场的基本概念和性质理解不透彻丢分题1　如图所示，在xOy坐标系中以O为中心的椭圆上有M、C、P、N、D五个点，现在焦点A上放一正点电荷，则下列判断正确的是(　　)A．M、N两点电场强度相同B．C点电势比P点电势高C．同一正点电荷在D点的电势能大于在C点的电势能D．将一负点电荷由M沿MCPN移到N点，电场力做功为零易错题归纳易错分析　对于场强的比较，不少同学由对称性得出M点与N点场强大小相等，故电场强度相等，没有注意场强的矢量性而错选A项；比较电势能时单纯从所给图形入手，误认为C、D两点关于O点对称电势等大，故认为同一正点电荷在这两点电势能相等而漏选C项．易错题归纳正确解答　由点电荷的电场线及等势面分布特点可知M、N两点电场强度大小相等，但方向不同，A错误；由椭圆焦点到椭圆上点的距离可知，C点离A点比P点离A点远，故C点电势比P点电势低，B错误；由电势能Ep＝qφ可知同一正点电荷在D点时的电势能高于在C点的电势能，C正确；因离正点电荷越远，电势越低，有φM＝φN>φP>φC，所以将负点电荷由M沿MCPN移到N点，电场力先做负功再做正功，但总功为零，D正确．正确答案　CD易错题归纳：对物理概念及意义理解不透导致错误C．将1 C电荷从A点移到B点，如果静电力做了1 J的功，则这两点间的电势差为1 VD．若电荷从A点移到B点的过程中，除了静电力外，还受其他力的作用，电荷电势能的变化就不再等于电场力所做的功易错题归纳易错分析　本题常有同学错选A、D．错选A是由于对电势差定义式的不正确理解造成的，事实上，移动的电荷量越大，在确定两点间移动电荷时电场力所做的功也越多，且两者的比值是一定的；错选D是由于对功能关系的理解不准确造成的，事实上，各种力做功导致能量的转化都有“专属”的特点，如重力势能的变化只与重力做功有关，弹性势能的变化只与弹力做功有关，电势能的变化只与电场力做功有关等．易错题归纳正确解答正确答案　C易错题归纳：对匀强电场中场强与电势差的关系不明确丢分题3　如图所示，在一个匀强电场中有一个三角形ABC，其中AC的中点为M，BC的中点为N．将一个带正电的粒子从A点移动到B点，电场力做功为WAB＝8.0×10－9 J．则以下分析正确的是(　　)A．若将该粒于从M点移动到N点，电场力做功为WMN＝－4.0×10－9 JB．若将该粒子从M点移动到N点，电场力做功WMN有可能大于4.0×10－9 JC．若A、B之间的距离为2 cm，粒子的电荷量为2.0×10－7 C，该电场的场强一定是E＝2 V/mD．若粒子的电荷量为2.0×10－9 C，则A、B之间的电势差为4 V易错题归纳易错题归纳正确解答　在匀强电场中沿相同方向移动同种电荷，电场力做功的正、负相同，将该粒子从M点移到N点与从A点移到B点方向相同，因此电场力都做正功，A错误；M、N分别为AC、BC的中点，因此MN长为AB长的一半，无论电场强度方向如何，MN间电势差为AB间电势差的一半，所以WMN＝4.0×10－9 J，B错误；由于电场强度方向未知，当电场强度沿AB方向时，电场强度最小，由W＝qEd可知最小场强Emin＝2 V/m，所以匀强电场的场强E≥2 V/m，C错误；由W＝qU可知D正确．正确答案　D易错题归纳：对电容及电容器的概念理解不透导致错误易错题归纳易错题归纳正确解答　充电过程中，自由电子定向移动，正极板少了电量为Q的负电荷，所以正极板带电量为Q的正电荷，负极板带电量为Q的负电荷，根据Q＝CU，对于确定的C，Q与U成正比，电容器的电容C表征了电容器容纳电荷的本领，其大小与Q、U无关，综上所述只有B正确．正确答案　B易错题归纳：不认真计算分析问题导致错误丢分题5　如图所示，一价氢离子(H)和二价氦离子(He)的混合粒子束，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后打在同一荧光屏上，则它们(　　)A．离开偏转电场时速度方向不同B．离开偏转电场时速度方向相同C．到达屏上同一点D．到达屏上不同点易错题归纳易错分析　易错选项及错误原因分析如下：易错题归纳正确答案　BC要继续加油哦！