第九章 章末小结与素养评价课件PPT

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主干知识成体系模型构建探本质一、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9­1所示)：图9-­1(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。2．等量异种点电荷的电场(电场线分布如图9-­2所示)：图9­-2(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。[解析]　根据电场强度叠加原理，由等量异种点电荷连线及中垂线上的电场线分布可知，d、c、e三点电场强度方向都是水平向右，正点电荷在各点受电场力方向与电场强度方向相同，故A正确，B错误；两点电荷连线上电场强度由a到b先减小后增大，中垂线上由c到无穷远处逐渐减小，因此c点电场强度是连线上最小的(但不为0)，是中垂线上最大的，故Fd>Fc>Fe，故C、D错误。[答案]　A二、求解电场强度的思维方法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9­-5甲、乙所示。图9­-53．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。创新应用提素养一、在生产生活中的应用1．在气候干燥的秋冬季节，人们常常会碰到这些现象：晚上脱衣时，常会听到噼啪的声响；早上起来梳头时，头发常会“飘”起来，这就是发生在我们日常生活中的静电现象。有一次，小明的手指靠近金属门把手时，突然有一种被电击的感觉。这是因为运动摩擦使身体带电，当手指靠近门把手时，二者之间形成的放电现象。若放电前，小明的手指带负电。有关金属门把手的两端被感应带电的情况，图9-­9中标示正确的是 (　　)图9­-9解析：人的手指带负电，则由于静电感应，门把手中离手指较近的一端感应出正电，离手指较远的一端感应出负电，则图A是正确的。答案：A　2．对于静电场及其应用，下列说法正确的是 (　　)图9-­10A．图9­-10甲为静电喷涂机原理图，由图可判断微粒带正电荷B．图9­-10乙为金属球放入匀强电场后电场线分布图，A点电场强度大于B点C．图9-­10丙为模拟避雷针作用的实验装置，A、B金属柱等高，随电压升高，A先产生放电现象D．元电荷实质上是指电子和质子本身解析：静电喷涂机接高压电源的负极，所以喷出的涂料微粒带负电荷，故A错误；由题图9­-10乙可知，B点电场线较A点密集，可知A点电场强度小于B点，选项B错误；如题图9-­10丙中所示，A为尖头、B为圆头，当金属板M、N接在高压电源上，因末端越尖越容易放电，故A金属柱容易放电，选项C正确；元电荷是指最小的电荷量，不是指电子和质子本身，选项D错误。答案：C　3．有趣的“雅各布天梯”实验装置如图9-­11甲所示，金属放电杆穿过绝缘板后与高压电源相接。通电后，高电压在金属杆间将空气击穿，形成弧光。弧光沿着“天梯”向上“爬”，直到上移的弧光消失，天梯底部将再次产生弧光放电，如此周而复始。图9-­11乙所示是金属放电杆，其中b、b′是间距最小处。在弧光周而复始过程中，下列说法正确的是 (　　)图9­-11A．每次弧光上“爬”的起点位置是a、a′处B．每次弧光上“爬”的起点位置是b、b′处C．弧光消失瞬间，两杆间b、b′处电压最大D．弧光消失瞬间，两杆间c、c′处电场强度最大解析：两根金属放电杆与高压电源相接，在两放电杆最近处电场强度最大，空气首先被击穿，每次弧光上“爬”的起点位置是b、b′处，在c、c′处距离最远，电场强度最小，则最终弧光在c、c′处消失。故B正确。答案：B　二、在科技中的应用4. (多选)如图9-­12所示为当今医学上对某些肿瘤采用质子疗法进行治疗的场景，该疗法用一定能量的质子束照射肿瘤杀死癌细胞。现用一直线加速器来加速质子，使其从静止开始被加速到1.0×107 m/s。已知加速电场的场强为1.3×105 N/C，质子的质量为1.67×10－27 kg，电荷量为1.6×10－19 C，则下列说法正确的是 (　　) A．加速过程中质子动能增加B．质子所受到的电场力约为2×10－15 NC．质子加速需要的时间约为8×10－6 sD．加速器加速的直线长度约为4 m5．(2020·杭州联考)如图9-­13所示，固定一带负电荷小球a的绝缘支架放在电子秤上，此时电子秤示数为F。现将带负电荷的另一小球b移至距离小球a正上方L时，电子秤示数为F1，若只将小球b的电性改为正电荷，电子秤示数为F2，则 (　　)图9-­13A．F1＝F2B．F1＋F2＝FC．若小球b带负电荷，L增大，则F1也增大D．若小球b带正电荷，L减小，则F2也减小解析：若设两球间的库仑力为F′，则小球b带负电荷时：F＋F′＝F1；b带正电荷时：F－F′＝F2；解得F1>F2；F1＋F2＝2F，选项A、B错误；若小球b带负电荷，L增大，则F′减小，则F1也减小，选项C错误；若小球b带正电荷，L减小，则F′变大，则F2减小，选项D正确。答案：D　6.在化学工业和食品工业生产中，液体和粉末通过管道传输时，由于与管壁摩擦而产生静电，它们长时间地保存着大量的电荷，与管壁间的电压可高达几万伏，如果突然发生放电，就会产生电火花而引发火灾。我们用如图9-14所示的模拟装置对上述过程进行研究。在该装置中，用聚苯乙烯小球模拟管道中流动粉末上的电荷积累的情况。本装置还可用来研究小球上电荷积累的影响因素,例如小球的速度，管道的长度，在贮存筒中搅动小球，把导电的添加剂与小球混合等。(1)简述该装置的工作原理。(2)设计一个方案，研究小球上电荷的积累与小球速度的定性关系。(3)在实际生产中，为减少管道传输中由于静电积累而引起火花的危险，你有什么建议吗？(4)实际传输时，由于金属导管深入金属贮存筒内，导管与筒、带电的粉末和液体与筒之间也会有因高电压而产生电火花的危险，这个问题如何解决？解析：(1)聚苯乙烯是不良导体，用它做成的小球在沿导管下落时由于摩擦而带电，小球进入金属贮存筒使筒也带上电荷，静电计指针就张开，可以从指针张开的角度来了解小球积累电荷的多少。(2)保证其他条件不变的情况下，控制小球用不同的速度通过金属导管进入金属贮存筒内，分别观察记录速度不同时静电计指针张开的角度，通过比较速度和指针张开角度的大小来确定关系。(3)①在保证完成生产任务的前提下尽量减小小球的流动速度。②在保证将小球输送到金属贮存筒的前提下尽量缩短金属导管的长度。③减少搅拌次数。④将导电添加剂与小球混合并搅拌均匀。(4)把导管与贮存筒用金属导线连接起来，并把贮存筒接地。阶段验收评价(一) 静电场及其应用 (单击进入电子文档)