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1、粤教版物理必修第三册全册学案第一章 静电场的描述.-2-第一节 静电现象.-2-第二节 库仑定律.-12-第三节 电场 电场强度.-23-第四节 电势能与电势.-37-第五节 电势差及其与电场强度的关系.-50-第二章静电场的应用.-61-第一节 电容器与电容.-61-第二节 带电粒子在电场中的运动.-74-第三节 静电的利用与防护.-85-第三章恒定电流.-91-第一节 导体的伏安特性曲线.-91-第二节 决定导体电阻大小的因素.-101-第三节 测量金属丝的电阻率.-109-第四节 电阻的串联和并联.-121-第四章闭合电路.-132-第一、二节 常见的电路元器件 闭合电路的欧姆定律.-1
2、32-第三节测量电源的电动势和内阻.-144-第四节 练习使用多用电表.-157-第五章电能与能源的可持续发展.-169-第一节 电路中的能量.-169-第二、三、四 节 能 源 的 利 用 方 式能量的转化与守恒能源与环境.-179-第六章电磁现象与电磁波.-187-第一节 磁现象与磁场.-187-第二节 磁感应强度.-196-第三节 电磁感应现象.-207-第四节 电磁波及其应用.-218-第五节 量子化现象.-224-第一章静电场的描述第一节静电现象一、各种起电方式1.填一填(1)两种电荷的性质：同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。(2)物体带电的三种方法：摩擦起电、感应起电、接触起电。
3、(3)静电感应：由于受附近带电体影响而引起导体中正负电荷重1逡 血 的 现 象。2 .判一判(1)丝绸与任何物体摩擦后都带负电。(X)(2)两个正电荷相互排斥，两个负电荷相互吸引。(X)(3)静电感应就是导体中正负电荷重新分布的现象。(J)3 .想一想用摩擦过丝绸的玻璃棒和摩擦过的琥珀分别去接触碎纸屑和羽毛。能观察到什么现象？怎样解释？提示：摩擦过的玻璃棒能够吸引碎纸屑，摩擦过的琥珀能够吸引羽毛；原因是摩擦过的玻璃棒和琥珀都带了电，带电体能吸引轻小物体。二、元电荷、电荷守恒定律1.填一填(1)电荷量：物体所带电荷数量的多少叫作电荷量,常用符号。或q表示，其国际单位是库仑,简称库，符号为C。(2
4、)元电荷：科学实验发现电子所带的电荷量最小,且其他带电体所带电荷量是电子或质子电荷量的整数倍,人们把一个电子(或质子)所带电量的绝对值叫作元电荷，用e表示，在计算中通常取6=1.6 0 X 1()1 9 c。(3)比荷：电子的电量e跟电子的质量“之比，叫作电子的比荷，其值为*=rue1.7 6 X 1 0 C/k g o(4)电荷守恒定律内容：电荷既不能被创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到其他物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。在任何转移的过程中，电荷的总量保持不变。适用范围：电荷守恒定律不仅在一切宏观物理过程中成立,而且也是一切微观物理过程所普遍遵循的规律。2.判一判(1)电荷
5、守恒定律是自然界中最基本的守恒定律之一。(J)(2)元电荷就是质子或电子。(X)(3)所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍。(J)3.选一选如图所示，在真空中，把一个中性的绝缘导体M向带负电的球P慢慢靠近，下列说法中错误的是()A.M两端的感应电荷越来越多B.M两端的感应电荷是同种电荷C.M两端的感应电荷是异种电荷D.M两端的感应电荷的电荷量相等解析：选B M向P靠得越近，M中的自由电子受到P的排斥力越大，两端的感应电荷越多，根据电荷守恒定律，M两端将出现等量的异种电荷，B错误。三、静电现象的解释1.填一填(1)摩擦起电当两个物体互相摩擦时，使一个物体中的一些原子的电子获得了能量，挣脱了原
6、子核的束缚,转移到了另外一个物体上。如玻璃棒与丝绸摩擦时，玻璃棒容易失去电子而带正电,丝绸因有了多余电子而带负电。(2)感应起电当一个带电体靠近导体时，导体中的自由电子会向靠近或远离带电体的地方移动。使导体靠近带电体的一端带异种电荷,远离带电体的一端带回独电荷，这种现象叫作静电感应。利用静电感应使金属导体带电的过程叫作感应起电。2.判一判（1）感应起电实际上是创造了电荷。（X）（2）任何起电过程物质内电荷的总量都是不变的。（，）（3）不论何种方式的起电，实质都是电荷的转移。（J）R 相 一 相J /U A ，心如图所示，在真空中，把一个绝缘导体向带负电的球P慢慢靠近。绝缘导体两端的电荷如图所示
7、。根据以上情景，解释感应起电的实质。提示：由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使导体两端带上等量异种电荷，故感应起电的实质是自由电荷的转移，是从物体的一部分转移到另一部分。探究（一）对三种起电方式的理解 问题驱动（1）如图所示，取一对用绝缘柱支撑的导体A和使它们彼此接触。起初它们不带电，贴在下部的金属箔片是（乌一）H ffT闭合的。把带正电荷的物体。移近导体A,金属箔片有什么&变化？这时把导体A和 B分开，然后移去C,金属箔片又有什么变化？再让导体A和 3接触，又会看到什么现象？提示：C移近导体A,两侧金属箔片都张开；两侧金属箔片仍张开，但张角变小；导体A、8接触，
8、两侧金属箔片都闭合。(2)带正电的导体A 与不带电的导体8 接触，使导体8 带上了什么电荷？在这个过程中电荷是如何转移的？提示：正电荷，在这个过程中，有电子从导体8 转移到导体A,导体8 中电子数量减少，因此带正电。重难释解三种起电方式的比较摩擦起电感应起电接触起电现象两物体带上等量异种电荷导体两端出现等量异种电荷导体带上与带电体同种的电荷原因不同物质原子核对电子的束缚能力不同。束缚能力强的得电子，带负电；束缚能力弱的失电子，带正电电子在电荷间相互作用下发生转移，近端带异种电荷，远端带同种电荷在电荷间相互作用下，电子从一个物体转移到另一个物体实质电荷在物体之间或物体内部的转移说明无论哪种起电方
9、式，发生转移的都是电子，正电荷不会发生转移典 例1激 活 多选 如图所示，A、8 为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，起始它们不带电，在它们的下部贴有金属箔片，C 是带正电荷的小球，下列说法中不正确的是()(11，A.把 C 移近导体A 时，A 带负电、8 带正电 八 八B.先把C 移近导体A,再把A、8 分开，然后移去C,则A、B上的金属箔片仍张开C.先把C 移走，再把A、8 分开，A 上的金属箔片仍张开D.把 C 移近导体A,先把A、8 分开，再把C 移走，然后重新让A、8 接触,则A 上的金属箔片仍张开，而3 上的金属箔片闭合 解析 感应起电是使物体带电的一种方法，根据电荷间的相互作用
10、规律可知,把。移近导体A 时，有电子从导体8 转移到导体A,所以导体两端的金属箔片都张开，且左端带负电，右端带正电，此时把A 和 8 分开，A 带负电，8 带正电，金属箔片仍张开，故A、B正确；先 把C移走，A、8不再带电，再把A、8分开，A、8上的金属箔片不会张开，故C不正确：先把A、B分开，再 把C移走，A、B仍带电，但重新让A、8接触后，A、8上的感应电荷完全中和，A、8上的金属箔片都不会张开，故D错误。答案CD感应起电的判断方法1.当带电体靠近导体时，导体靠近带电体的一端带异种电荷，远离带电体的一端带同种电荷，如图甲所示。2.导体接地时，该导体与地球可视为一个导体，而且该导体可视为近端
11、导体，带异种电荷，地球就成为远端导体，带同种电荷，如图乙、丙所示。说明：用手摸一下导体，再移开手，相当于先把导体接地，然后再与大地断开。素养训练1.不带电的玻璃棒与丝绸相互摩擦后都带上了电，如图所示。其原因是（）带正电的时丝冢、带 负 电 的 丝 绸A.丝绸创造了负电荷B.玻璃棒创造了正电荷C.玻璃棒上有些电子转移到丝绸上D.丝绸上有些电子转移到玻璃棒上解析：选C 不带电的玻璃棒与丝绸相互摩擦后玻璃棒带正电，丝绸带负电，是因为玻璃棒上有些电子转移到丝绸上，玻璃棒由于失去电子带正电，丝绸由于得到电子带负电，故C项正确。2.如图所示，当将带正电荷的球。移近不带电的枕形金属 c导体时，枕形金属导体上
12、电荷的移动情况是（）A.枕形金属导体中的正电荷向8端移动，负电荷不移动B.枕形金属导体中的负电荷向A端移动，正电荷不移动C.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向8端和A端移动D.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A端 和8端移动解析：选B 金属导体中能够移动的自由电荷是电子(负电荷)，自由电子的移动导致A、8端带不同的电荷，B正确，A、C、D错误。3.如图所示，放在绝缘支架上带正电荷的导体球A,靠近放在绝缘支架上不带电的导体8,导 体6用导线经开关接地，现 把S先合上再断开，再移走A,则导体B()_A.不带电 B.带正电荷 B-C.带负电荷 D.不能确定解析：选C 根据静电感应现象和电荷间的
13、相互作用，可判断导体B带负电荷，故选项C正确。探究(二)电荷守恒定律的理解和应用 问题驱动玻陶棒乙内如图是三种起电的方式甲图中为摩擦起电，怎样体现电荷守恒定律？提示：摩擦过程中，玻璃棒和丝绸之间电荷发生转移，但两者电荷的总量不变。乙图中为接触起电，怎样体现电荷守恒定律？提示：带电体和人之间发生电荷转移，电荷的总量不变。(3)丙图为感应起电，怎样体现电荷守恒定律？提示：电荷从物体的一端转移到另一端，物体上电荷的总量不变。重难释解1.使物体带电的实质不是创造了电荷，而是物体所带的电荷发生了转移，起电的过程就是物体间或物体内部电荷的重新分布。2.电荷的中和并不是指电荷消失，而是指带等量异种电荷的两物
14、体接触时,经过电子的转移，物体达到电中性的过程。3.元电荷(1)元电荷是最小的电荷量，而不是实物粒子，元电荷无正、负之分。(2)虽然质子、电子的电荷量等于元电荷，但不能说质子、电子是元电荷。(3)电子的比荷：电子的电荷量e与电子的质量物之比，叫作电子的比荷。典 例,激 活,完全相同的两金属小球A、B带有相同大小的电荷量，相隔一定的距离，让第三个完全相同的不带电金属小球C,先后与A、8接触后移开。(1)若 4 8两球带同种电荷，求接触后4 8两球带电荷量大小之比。(2)若 A、8两球带异种电荷，求接触后A、8两球带电荷量大小之比。解析(1)设 A、B带电荷量均为q,则A、。接触后，A、C带电荷量
15、为务=1,1aC与 8接触后，B、C所带电荷量为q B=q c =-=取。1故 A、8带电荷量大小之比为素=1-=w。取(2)设 A带正电荷，B带负电荷，且所带电荷量大小均为。则 C与A接触后，A、C带电荷量为QA=QC=+3。与 8接触后，B、。带电荷量为如=Q 穿=廿故 A、8带电荷量大小之比为馈=彳。答案(1)2 ：3 (2)2 :1接触起电时电荷量的分配规律1 .导体接触起电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关。2 .当两个完全相同的金属球接触后，电荷量将平均分配。(1)若两个金属球最初带同种电荷，接触后电荷量相加后均分；(2)若两个金属球最初带异种电荷，则接触后电荷量先中和再均分。素
16、养训练1.多选 关于电荷量，以下说法中正确的是()A.物体所带的电荷量可以为任意实数B.物体所带的电荷量只能是某些值C.物体因摩擦带电荷量为+1.60)F2 B.FAQ2t-0FA,FB,如图所示。由 库 仑 定 律/=塔 得7M=FB=9.0 X 1 09X2 X 1 Q-|4X 1.6 X 1 Q-1 9(6 X 1 0-2)2N=8.0X 10-21 N o由矢量合成的平行四边形定则和几何知识得,静止在C点的电子受到的库仑力的合力F=FA=F =8.0 X 1 0-2 1 N,方向平行于AB向左。答案8.0 X 1 0 2 1 N 方向平行于AB向左 素养训练1.如图所示，有三个点电荷A
17、、B、C位于一个等边三角形的./5三个顶点上，已知A、B都带正电荷，A所 受8、C两个电荷的静电/、/力的合力如图中心所示，则下列说法正确的是（）B必b eA.。带正电，且QCV QB B.C带正电，且QCQBC.C带负电，且。C0解析：选C 因A、B都带正电，所以静电力表现为斥力，即8对A的作用力沿B A的延长线方向，而不论C带正电还是带负电，A和C的作用力方向都必须在AC连线上，由平行四边形定则知，合力必定在两个分力的夹角内，所以A和。之间必为引力，且FCA%|,C正确。3.（2 0 2 0江苏海安期中）有三个完全一样的金属小球A、B、C,小球A所带电荷 量 为1 0 Q,小球8所带电荷量
18、为一Q,小 球C不带电，将A、8两小球固定，相距广，此 时A、8两小球间的相互作用力大小为B然后让小球C反复与A、3两小球多次接触，最后移去小球。后，则A、B两小球间的相互作用力大小为（）A.F B.1 0 F9 1 0C示沔D.y F解析：选C 带电体相互接触后移开，同种电荷电荷量平分，异种电荷电荷量先中和再平分，将A、8固定起来，然后让。球反复与A、8球接触，最后移走C,所以A、B、C最终带电荷量均为q=R一眩=3。，原来A、8间的相互吸引力的大小是尸=”笠Q,后 来A、B间 的 相 互 排 斥 力 的 大 小 是 尸=3 3泮=磊,故C项正确。第三节电场电场强度一、电场电场强度1.填一填
19、 电 场：电荷周围存在电场，电荷之间的相互作用力是通过电场发生的，静止场源电荷在其周围产生的电场，即静电场。(2)基本性质：对放入其中的电荷有作用力。(3)试探电荷：电量和体积足够小的电荷,放入电场后不影响原电场的分布。(4)电场强度定义：放入电场中某点处的试探电荷受到的电场力歹与它的电量之比,简称场强，用字母E表示。公式：E=Jq单位：牛顿每库仑，符号：N/C。方向：跟正电荷在该点所受电场力的方向相同或跟负电荷在该点所受电场力的方向相反。(5)匀强电场：电场中各点的电场强度的大小和方向都相同的电场。2 .判一判(1)试探电荷不产生电场。(义)(2)电场强度的方向与试探电荷所受静电力的方向可能
20、相同，也可能相反。(J)(3)电场是人们为了解释电荷间的作用力，人为创造的，并不是真实存在的。(X)3 .选一选(2 0 2 1广州检测)在电场中某点，当放入正电荷时正电荷受到的电场力方向向右；当放入负电荷时负电荷受到的电场力方向向左，则下列说法中正确的是()A.当放入正电荷时，该点场强方向向右，当放入负电荷时，该点场强方向向左B.该点场强方向一定向右C.该点场强方向一定向左D.该点场强方向可能向右，也可能向左解析：选 B 电场中某一点的场强方向取决于电场本身，其方向与放在该点的正电荷的受力方向一致，与负电荷的受力方向相反，故B正确。二、点电荷的电场1.填一填(1)点电荷的电场公式：E=革。含
21、义：点电荷。的电场中任意点的电场强度的大小，与点电荷的电荷量成正比，与该点到点电荷距离的平方成反比。(2)电场强度叠加原理：如果在空间中同时存在多个点电荷，这时在空间某一点的场强等于各点电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和。2 .判一判(1)根据E=虏，点电荷的电场强度与场源电荷的电量Q成正比，与距离，的平方成反比。(V)(2)由 =华知，在以。为球心、r 为半径的球面上，各处电场强度相同。(X)(3)若空间只有两个点电荷，则该空间某点的电场强度等于这两个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。(J)3 .选一选在点电荷形成的电场中，其电场强度()A.电场中各点处处相等B.与场源电荷等距的各
22、点的电场强度都相等C.与场源电荷等距的各点的电场强度的大小都相等，但方向不同D.场中各点的电场强度与该点至场源电荷的距离;成反比解析：选 C 本题考查电场强度的矢量性和点电荷的场强公式=虏，正确选项是C。三 电场线1.填一填(1)电场线：用来形象直观地描述电场的曲线，曲线上每一点的切线方向都和该处的场强方向一致。特点电场线是为了形象描述电场而假想的线，实际并不存在。任意两条电场线不相交。电场线的疏密程度反映了场强的相对大小。电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷。匀强电场的电场线是间隔距离相等的平行直线。2 .判一判(1)电场线、电场都是真实存在的。(X)(2)电场线的疏密表示场强的
23、大小，没画电场线的地方，场强为零。(X)(3)电荷在电场中运动，其运动轨迹不一定与电场线重合。(J)3 .选一选取一个铜质小球置于圆形玻璃器皿中心，将薨麻油和头发碎屑置于玻璃器皿内拌匀。用起电机使铜球带电时，铜球周围的头发碎屑会呈现如图所示的发散状图样。下列说法正确的是()A.电场线是真实存在的B.发散状的黑线是电场线C.带电铜球周围存在着电场D.只在发散状的黑线处存在着电场解析：选 C电场线是人们为了形象地描述电场而引入的线，不是真实存在的，故 A、B错误；带电铜球周围都存在电场，故 C正确，D错误。探究(一)对 电 场 强 度 的 理 解 和 应 用 问题驱动一个带正电的物体，与系在丝线上
24、的带电小球之间会产生电场力。试结合上述情景，讨论下列问题：(1)如图所示，电荷A、8间的相互作用是如何产生的？电荷A,电荷B提示：电荷A对电荷8的作用力，就是电荷A产生的电场对电荷8的作用力；反之，电荷B对电荷A的作用力，就是电荷8产生的电场对电荷A的作用力。(2)电场的基本性质是什么？提示：电场的基本性质就是对处在其中的其他电荷会产生力的作用。重难释解1 .电场强度的大小和方向都是由电场本身所决定的，与试探电荷无关。2 .电场强度是矢量，其方向与在该点的正电荷所受静电力的方向相同，与在该点的负电荷所受静电力的方向相反。3.公 式 可 变 形 为 尸=q氏正电荷所受静电力方向与电场强度方向相同
25、，q负电荷所受静电力方向与电场强度方向相反。典 例 激 活,在真空中。点放一个点电荷。=+1.0 X 1 0-9。直 线MN通 过。点，O M的距离r=3 0 c m,M点放一个试探电荷q=-L O X 1 0 l 0C,如图所示。求：Q q父 N(1)夕在M点受到的作用力；(2)M点的电场强度；(3)拿 走g后M点的电场强度；(4)M、N两点的电场强度哪点大？解析 根据题意，Q是场源电荷，4为试探电荷，为了方便，只用电荷量的绝对值计算。静电力和电场强度的方向可通过电荷的正、负判断。(1)电荷q在电场中M点所受到的作用力是电荷Q通过它的电场对q的静电力，根据库仑定律得 FM=Z=9.0X京：。
26、-N=1.0 X 1 0-8 N因为Q为正电荷，q为负电荷，静电力是吸引力，所以力的方向沿MO指 向QoF 1 0 X 1 0-8(2)解法一：M点的电场强度 =-q=.1 .U z x 1iUn-H j N/C=1 0 0 N/C,其方向沿O M连线背离Q,因为它的方向与正电荷所受静电力的方向相同。解法二：点电荷。在M点处的电场强度为EM=，=9.0 X 1 0 9 x，一 N/C=1 0 0 N/C oQ为正电荷，则M点电场强度方向沿O M连线背离Q。(3)电场强度是反映电场的性质的物理量，它是由形成电场的场源电荷Q决定的，与检验电荷q是否存在无关。从M点拿走检验电荷夕，该处电场强度大小仍
27、为1 0 0 N/C,方向沿0M连线背离。(4)根据公式E=法 知,M点电场强度较大o 答案(D LO X K HN,沿M。指 向。(2)1 0 0 N/C,沿O M连线背离Q(3)1 0 0 N/C,沿O M连线背离。M点计算电场强度的三种方法方法适用情况用定义式七=求解q常用于涉及试探电荷或带电体的受力情况用E=呼求解仅适用于真空中的点电荷产生的电场利用叠加原理求解常用于涉及空间的电场是由多个电荷共同产生的情景 素养训练1.电场中有一点P,下列说法正确的是()A.若放在P点的试探电荷的电荷量加倍，则P点的电场强度加倍B.若P点没有试探电荷，则P点的电场强度为零C.P点的电场强度越小，则同一
28、电荷在P点受到的静电力越小D.P点的电场强度方向就是试探电荷在该点的受力方向解析：选C 若放在P点的电荷的电荷量加倍，则P处电荷受到的静电力会力口倍，而此处的电场强度却不变，即使不放电荷，电场强度仍保持不变，故A、B错误；静电力由电场强度与电荷量决定，P点的电场强度越小，则同一电荷在P点受到的静电力一定越小，故C正确；P点的电场强度方向为放在该点的正电荷所受静电力方向，故D错误。2.(2 0 2 1浙江台州联考)有关电场强度的理解，下述说法正确的是()A.由后=：可知，电场强度E跟放入的电荷4所受的静电力成正比B.在电场中某点放入试探电荷q,该点的电场强度为E=,取 走q后，该点电场强度不变C
29、.由七=省可知，在离点电荷很近，r接近于零时，电场强度达无穷大D.沿电场线方向，电场强度一定越来越大解析：选B 电场强度由电场本身决定，与试探电荷的电荷量以及所受的静电力无关，在电场中某点放入试探电荷q,该点的电场强度为E=f,取 走4后，该点电场强度不变，选 项A错误，B正确；在离点电荷很近，r接近于零时，电场强度 的 公 式 后=,不 再 适 用，选 项C错误；沿电场线方向，电场强度不一定越来越大，可能减小或不变，选项D错误。探究(二)点电荷的电场和电场强度的叠加 问题驱动(1)如图所示，在正点电荷。的电场中有一试探电荷q放于P点,2一已知P点 到Q的距离为r,。对q的作用力是多大？Q在尸
30、点产生的电场的电场强度是多大？方向如何？提示：根据库仑定律有尸=单，所 以。在P点产生的电场的电场强度为E=信，方向沿QP的连线由。指 向P。(2)如果再有一正点电荷Q=Q,放在如图所示的位置，尸点的电场强度多大？Q P T,r提示：如图所示，P点的电场强度为Q、Q 单独在P点产生的电场强度的矢量和。1屈2+及2=2。重难释解1.电场强度是矢量，当空间的电场由多个电荷共同产生时，计算空间某点的电场强度时，应先分析每个电荷单独在该点所产生的场强的大小和方向，再根据平行四边形定则求合场强的大小和方向。2.比较大的带电体产生的电场，可以把带电体分解为若干小块，每一个小块看作一个点电荷，用电场叠加的方
31、法计算。激活/选自鲁科版新教材 例题 如图所示，有两个相距/的等量异种点电荷一夕和+如。点为两点电荷连线的中点，P 为连线延长线上的一点，与。点相距八试 求 P 点的电场强度。.?-J等 量 异 种 点 电 荷 与 其 连 线 延 长 线 上 的 p点 解题指导 根据场强叠加原理，P 点处的电场强度等于两个点电荷在该处电场强度的矢量和。两个点电荷的电荷量大小相等，P 点 到 的 距 离 小 于 到 一 夕 的距离，由点电荷的电场强度公式可知，+q 在 P 点的电场强度大于一q 在 P 点的电场强度，合场强的方向与+q 在该点电场强度的方向相同。解析P点到一q 和+q 的距离分别为厂+和 厂 一
32、则一彳和+q 在 P 点产生的电场强度大小分别为2 危？&=二者的方向相反，它们的合场强为Ep=E+E-=电场强度的方向水平向右。答案,电场强度的方向水平向右 讨论 若 P 点到中心。点的距离r 远大于两点电荷间距/,则 P 点的电场强度多大？提示：由E=k,2。可 知,当 r/时，EOo运用场强叠加原理进行矢量运算，与力学中进行矢量运算的方法相同。一般是先确定相关物理量的大小和方向，再根据矢量运算法则进行计算。迁移发散如果条件不变，请计算图中两个等量异种点电荷连线的中垂线上与0 点距离为/的M 点的电场强度。解析：M点到一q和+q的距离均为则一q和+轴负向C/号，沿y轴正向 D.，沿y轴负向
33、解析：选B 由于对称性，M、N两处的负电荷在G、处产生的场强大小相等，等 于 在。点的正点电荷在G点处产生的场强大小E i=季，正点电荷放在G处时，它 在H处产生的场强大小 2=甚孑，所以，H处的合场强大小E=臼一及方向沿y轴负方向，B正确。探究（三）对电场线的理解和应用 问题驱动（1）为了形象的描述电场，法拉第引入了电场线的概念。电场线是真实存在的吗？提示：电场线实际上不存在。(2)电场线是如何表示电场方向和强弱的？提示：在电场中，电场线某点的切线方向表示该点电场强度的方向；电场线的疏密表示电场强度的相对大小，电场强度较大的地方电场线较密，反之较疏。(3)点电荷、等量异种点电荷、等量同种点电
34、荷及匀强电场的电场线是如何分布的？提示：正点电荷的电场线负点电荷的电场线 匀强电场的电场线等量正点电荷的电场线 等量异种点电荷的电场线 重难释解1.电场线是为了形象地描述电场而假想的线，实际上是不存在的。2.电场线每点的切线方向与该点的电场强度方向相同。3.几种特殊的电场线分布，如图所示。闻 话 多选 用电场线能很直观、很方便地比较电场中各点场强的强弱，如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是电场中的一些点：0 是电荷连线的中点，区厂是连线中垂线上相对。对称的两点，8、C 和A、。也相对。对称。则()A.B、C两点场强大小相等，方向相同B.A、。两点场强大小相等，方向相反C.E、0、/三
35、点比较，。点场强最强D.B、。、。三点比较，。点场强最强 解析 根据等量异种点电荷电场的分布情况可知，8、。两点对称分布，场强大小相等，方向相同，A选项正确；根据对称性可知，A、。两处电场线疏密程度相同，A、)两点场强大小相同，方向相同，B选项错误；E、0、尸三点中。点场强最强，C选项正确；8、0、C三点比较，0点场强最小，D选项错误。答案AC典 例4激 活,多选 某静电场中的电场线如图所示，带电粒子在电场中仅受电场力作用，其运动轨迹如图中虚线所示，由M点运动到N点，以下说法正确的是()A.粒子必定带正电荷B.粒子在M点的加速度大于它在N点的加速度/j fC.粒子在M点的加速度小于它在N点的加
36、速度/I AD.粒子在M点的动能小于它在N点的动能/Ml!解题指导(1)根据电场线的疏密判断加速度的大小关系。(2)根据轨迹的弯曲方向判断电场力的方向。解析 根据带电粒子运动轨迹弯曲的情况，可以确定带电粒子受电场力的方向沿电场线方向，故带电粒子带正电，A选项正确；由于电场线越密，场强越大，带电粒子受电场力就越大，根据牛顿第二定律可知其加速度也越大，故带电粒子在N点加速度大，B选项错误，C选项正确；粒子从M点到N点，所受电场力方向与其速度方向夹角小于90。，速度增加，故带电粒子在N点动能大，故D选项正确。答案ACD确定带电粒子在电场中运动轨迹的思路（1）确定电场方向：根据电场强度的方向或电场线的
37、切线方向来确定。（2）确定带电粒子受力方向：正电荷所受电场力方向与电场方向相同，负电荷所受电场力方向与电场方向相反。（3）确定带电粒子运动轨迹：带电粒子的运动轨迹向受力方向偏转。素养训练1.如图所示是某静电场的一部分电场线分布情况，下列说法中正确的是（）A.这个电场可能是负点电荷形成的电场/BB.点电荷夕在A点处受到的电场力比在B点处受到的电/场力大JC.点电荷夕在A点处的瞬时加速度比在8点处的瞬时加/速度小（不计重力）D.负电荷在8点处受到的电场力的方向沿8点切线方向解析：选B电场线的疏密反映了电场强度的大小，而加速度的大小关键是看电场力的大小。判断A、8两处电场线的疏密是解答本题的关键。负
38、点电荷的电场线是从四周无限远处不同方向指向负点电荷的直线，故A错误；电场线越密的地入.F方电场强度越大，由题图知FAFB,故B正确；由 一 知，而F E,EAEB,所 以 外 鼐，故C错误；负电荷在8点受到的电场力的方向与8点电场强度的方向相反，故D错误。2 多选 如图所示是一簇未标明方向、由单一点电荷产生的电场线，虚线是一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可判断出该带电粒子（）A.电性与场源电荷的电性相同 _B.在a、b两点所受电场力大小凡 用C.在以人两点的速度大小a,女）bD.在a、。两点的动能E k“Ekb,V a V b,
39、同理可分析带电粒子由b点运动到a点时也有EkQ Ekb,V a V b,故选项C正确，D错误。一、培养创新意识和创新思维1.选自人教版新教材课后习题 某一区域的电场线分布如图所示。A、8、C是电场中的三个点。哪一点的电场强度最强，哪一点的电场强度最弱？(2)画出各点电场强度的方向。把负的点电荷分别放在这三个点，画出它所受静电力的方向。提示：(1)3点的电场强度最强，C点的电场强度最弱。(2)A、B、C三点电场强度的方向如图所示。(3)负的点电荷在A、8、C三点所受静电力的方向如图所示。2.侈选 如图所示，M、N是椭圆的左右顶点，E、F是上下顶 小一一汽/、1/点，。点是中心，P、Q、R、S是椭
40、圆上的四个点，且 尸 与Q、气丁;今花 产R与S的连线均过0,P、S关于MN对称。若在点M、N分别放“丁一个等量异种点电荷，图中各点中电场强度大小相等方向相同的两点有()A.E 与 F B.P 与 RC.R 与 S D.R 与 Q解析：选AC 由等量异种点电荷电场线分布可知，E与尸两点电场强度大小相等，方向相同，故A正确：由等量异种点电荷电场线分布可知，P与R两点电场强度大小相等，方向不相同，故B错误；由等量异种点电荷电场线分布可知，R与S两点电场强度大小相等，方向相同，故C正确；由等量异种点电荷电场线分布可知，R与。两点电场强度大小相等，方向不相同，故D错误。二、注重学以致用和思维建模3.多
41、选（2 0 2 1广州调研）光滑绝缘的水平桌面上，固定着带电荷量为+Q、-Q的小球P、P 2,带 电 荷 量 为+外 一 的 小 球M、N用绝缘细杆相连，下列哪些图中的放置方法能使M、N静止（细杆中点均与P P 2连线中点重合）（）PN：A BP gN Pt P,：P2-j o 63M-eM CD解析：选BD 根据矢量合成可得在a、P 2连线的中垂线上的电场强度方向水平向右，故题图A、C放置是不可能平衡的，所 以A、C错误；在P l、P 2的连线上电场方向由正电荷指向负电荷，即水平向右，如 图B、D放置，由对称性知，M、N所在位置的电场强度大小相等，方向相同，则M、N受电场力等大反向，所 以B
42、、D正确。第四节电势能与电势一、电场力做功1.填一填（1）电场力做功：在匀强电场中，电场力做功W=g E/co s仇 其 中I为电场力与位移方向之间的夹角。（2）特点：在匀强电场中移动电荷时，电场力做的功只与电荷的电量及其起点、终点的位置直差，与电荷经过的路径无关,上述结论也适用于非匀强电场。2.判一判（1）只要电荷在电场中移动，电场力一定做功。（X）（2）在匀强电场中将同一电荷移动同样的距离，电场力做功相同。（X）（3）电场力做功与重力做功类似，与初末位置有关，与路径无关。（J）Q 相一相D /UA，4一电荷在某电场中运动了一周又回到出发点，电场力对该电荷做功吗？提示：不做功。由功的定义式可
43、知，电荷运动一周位移为0,故电场力一定不做功。二 电势能1.填一填(1)电势能：电荷在静电场中的某一位置具 有 的 势 能,用 Ep 表示。(2)电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于电势能的遮少量，表达式：WAB=EPA EQB。电场力做正功，电势能减少;电场力做负功，电势能增加。(3)电势能的大小：电荷在电场中A 点的电势能大小，等于将电荷从该点移动到零电势能位置时电场力所做的功，即 EPA=M o -(4)电势能具有相对性电势能零点的规定：通常把电荷在离场源电荷无限远处或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。2.判一判(1)电势能有正、负之分，故电势能是矢量。(X)(2)电场中有M
44、、N两点、,把电荷从M 点移到N点的过程中，电场力对电荷做负功，电荷的电势能增加。(J)(3)电场力做功的过程就是电势能与其他形式的能量转化的过程。(J)3.想一想 3 B如图所示，将某电荷在一电场中由A点 移 到 8点。若选不同的点为零电势能点，表示A点(或B点)电势能的大小相同吗？表示从A点 到 B点的过程中电势能的变化相同吗？提示：由于电势能具有相对性，选择不同的点为零电势能点，表示同一点A点(或8点)的电势能大小可能不相同，但在同一过程中由A点 到 8点，电场力做功相同，电势能的变化相同。三、电势1.填一填(1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电量之比。(2)公式：8=g。q(3
45、)单位：国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V V=1 J/C。(4)电势高低的判断：沿着电场线的方向电势逐渐降低。(5)标矢性：电势是标量，只有大小，没有方向，但有正、负之分，同一电场中电势为正表示比零电势高，电势为负表示比零电势低。(6)电势的相对性：只有规定了电势零点才能确定某点的电势大小，一般选大地或离场源电荷无限远处的电势为0。2 .判一判(1)电势有正负之分，是矢量。(X)(2)沿着电场线方向电势降低。(J)(3)电势降低的方向就是电场方向。(X)3 .选一选有一电场的电场线如图所示。电 场 中 8两点的电场强度的大小和电势分别用 瓦、E b 和 夕(f i b表 示,则()A.
46、Ea Eb,(pa(ph/B.Ea Eb,(pa(pbC.Ea (phD.Ea Eh,(pa E b,由题图所示电场线分布特点，结合沿电场线方向电势降低，可知a点的电势高于8点的电势，即外”，A正确。四、等势面1 .填一填(1)定义：电场中电势相同的各点构成的面。(2)等势面的特点在同一等势面上移动电荷时电场力不做功(选 填“做功”或“不做功”)。等势面一定跟电场线垂直,即跟电场强度的方向垂直。电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面。2 .判一判（1）等势面上各点电势、场强均相同。（X）（2）电场线与等势面垂直。（J）（3）在等势面上移动电荷时电场力一定做功。（X）2 相一相如图所示，在
47、点电荷形成的电场中有A、B、C 三 点,若将单位正电荷由A点移 动 到 C点静电力做功为WAC,将单位正电荷由B点移动到C点静电力做功为WBC,而WAC=WBC,则 A、8两点电势有什么关系？单位正电荷从A点移动到8点过程中，静电力做功情况如何？提示：WAC=EPAEPC,WBC=EPBEPC因为 WA c=WBC,A 餐g所以E p A =E p B,EpA EpB故（P A=（P B=n n单位正电荷从A点移动到8点过程中，静电力做的功WAB=EpA p B=O o探究（一）电场力做功与电势能 问题驱动如图所示：让试探电荷q 在电场强度为E的匀强电场中，沿几条不同路径从A点运到M点。甲 乙
48、 丙试结合上述情景，讨论下列问题：分别计算甲、乙、丙三图中电场力对电荷做功的多少。提示：可以根据功的公式W=E L c o s，计算出各种情况下电场力做的功。图甲中，电场力对电荷所做的功W=F-AM=qE-AM o图乙中，电场力对电荷所做的功W=F-c o s -|A B|4-F-c o s 9Q-BM=qE-AM o图丙中，用无数组跟电场力垂直和平行的折线来逼近曲线A N 8,与电场力平行的短折线的长度之和等于AM,因此电场力对电荷所做的功W=W +W i+W 3+-+F-c o s 900-BM=qE-AM o(2)通过问题中三种情况下电场力对电荷所做的功，总结电场力做功的特点。提示：电场
49、力做的功只与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。重难释解1.电场力做功的特点(1)电场力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与具体路径无关，这与重力做功特点相似。(2)电场力做功的特点不受物理条件限制，不管电场力是否变化，是否是匀强电场，是直线运动还是曲线运动，电场力做功的特点不变。2.电势能(1)电势能稣是由电场和电荷共同决定的，是属于电荷和电场所共有的，我们习惯上说成电荷在电场中某点的电势能。(2)电势能是相对的，其大小与选定的参考点有关。确定电荷的电势能，首先应确定参考点，也就是零势能点的位置。(3)电势能是标量，有正负但没有方向。电势能为正值表示电势能大于参考点的电
50、势能，电势能为负值表示电势能小于参考点的电势能。3.电场力做功与电势能变化的关系(1)WAB=EPA电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加。(2)正电荷在电势高的地方电势能大，而负电荷在电势高的地方电势能小。典 例 激 活,将带电荷量为6X10-6C的负电荷从电场中的A点移到8点，克服电场力做了 3X10-5 j的功，再 从8点移到。点，电场力做了 1.2X10-5 j的功，则:(1)电荷从A点移到3点，再 从3点移到C点的过程中电势能共改变了多少？(2)如果规定A点的电势能为零，则该电荷在3点和。点的电势能分别为多少？(3)如果规定8点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分