2023新教材高中物理第一章静电场的描述章末小结与素养评价课件粤教版必修第三册

[针对训练] 1．如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为 d，电荷
量分别为＋Q 和－Q。在它们连线的竖直中垂线上固定一根长为 L、内壁光滑的绝缘细管，有一电荷量为＋q 的小球以初速度 v0 从管口射入，则小球 A．速度先增大后减小 B．受到的库仑力先做负功后做正功 C．受到的库仑力最大值为8kdQ2 q D．管壁对小球的弹力最大值为4kdQ2 q
离到 F 点处，若线框的其他部分的带电荷量与电荷分布保持不变，则此时 O 点的
电场强度大小为
()
A．kLq2
B．k3Lq2
C．k23Lq2
D．k5Lq2
解析：线框上剩余的电荷在 O 点产生的电场强度等效为在 E 处电荷量为－q 的 电荷在 O 点产生的电场强度，故 E1＝kL2q2＝4Lk2q，方向水平向左；将 q 移到 F 点时，q 在 O 点产生的电场强度为 E2＝kLq2，方向向右；则由电场强度的叠加可 知 O 点的电场强度：E＝E1－E2＝3Lk2q，方向向左，故选 B。 答案：B
[典例1] (2021·北京等级考)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
(2)等量异种点电荷的电场(电场线分布如图所示)：
①两点电荷连线上，沿电场线方向电场强度先变小再变大，中点处电场强度最小。 ②两点电荷连线的中垂线上电场强度方向都相同，总与中垂线垂直且指向负点电 荷一侧。沿中垂线从中点到无限远处，电场强度一直减小，中点处电场强度最大。 ③关于中心点对称的点，电场强度等大同向。
(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。
()
解析：正、负点电荷在 b、d 两点产生的电场强度相互垂直，如图所
示，合电场强度为 2E，合电场强度的方向相同，故选 C。
答案：C
3．如图所示，粗细均匀的绝缘棒弯成一直径为 L 的圆形线框，线框
上均匀地分布着正电荷，O 是线框的圆心，现在线框上 E 处取下
足够短的带电荷量为 q 的一小段，将其沿 OE 连线向左移动L2的距
()
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
第一章 静电场的描述
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
二、迁移交汇辨析清 (一)两等量点电荷周围的电场 (1)等量同种点电荷的电场(以正电荷为例，电场线分布如图所示)：
①两点电荷连线上，中点 O 处电场强度为零，向两侧电场强度逐渐增大。 ②两点电荷连线的中垂线上由中点 O 到无限远，电场强度先变大后变小。 ③关于中心点 O 点对称的点，电场强度等大反向。
如图丙所示，均匀带电的34圆环在 O 点产生的场强，等效为弧 BC 产生的 场强，弧 BC 产生的场强方向，又等效为弧的中点 M 在 O 点产生的场强方向。
(3)填补法：将有缺口的带电圆环补全为圆环，或将半球面补全为球面，从 而化难为易、事半功倍。
(4)微元法：将带电体分成许多元电荷，每个元电荷看成点电荷，先根据库 仑定律求出每个元电荷的场强，再结合对称性和场强叠加原理求出合场强。
a、c 上。若其中一个点电荷在 b 或 d 点产生的电场强度大小
为 E，则 b、d 两点电场强度 Eb 和 Ed 之间的关系为 A．Eb＝Ed＝E，Eb 与 Ed 方向相同 B．Eb＝Ed＝E，Eb 与 Ed 方向相反 C．Eb＝Ed＝ 2E，Eb 与 Ed 方向相同 D．Eb＝Ed＝ 2E，Eb 与 Ed 方向相反
()
解析：由等量的异种点电荷形成的电场特点，根据小球的受力情况可知在细管 内运动时，库仑力水平向右，竖直方向上的合力等于重力，小球速度一直增大， A 错误；库仑力水平向右，不做功，B 错误；小球在两点电荷连线中点处库仑 力最大，F＝kd2qQ2 ＋kd2qQ2 ＝8kdq2Q，C 正确；管壁对小球的弹力与库仑力是平衡力， 所以最大值为8kdq2Q，D 错误。 答案：C
[典例 2] 电荷量为＋Q 的点电荷和接地金属板 MN 附近的电场线分
布如图所示，点电荷与金属板相距为 2d，图中 P 点到金属板和点电荷间
的距离均为 d。已知 P 点的电场强度为 E0，则金属板上感应电荷在 P 点
处产生的电场强度 E 的大小为
()
A．E＝0
B．E＝E0－kdQ2
C．E＝kdQ2
D．E＝E20
解析：＋Q 在 P 点产生的场强大小 E1＝kdQ2，方向水平向右；根据电场的叠加原
理可得 E0＝E1＋E，解得金属板上感应电荷在 P 点处产生的电场强度 Eபைடு நூலகம்的大小为 E＝
E0－kdQ2，故选 B。 答案：B
[针对训练]
2．如图所示，两个等量异种点电荷分别位于正方形 abcd 的顶点
(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。
(2)对称法：利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，使 复杂电场的叠加计算问题大为简化。