2024版新教材高中物理第九章靜電場及其應(yīng)用綜合提升學(xué)生用書新人教版必修第三冊

第九章靜電場及其應(yīng)用綜合提升知識網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心素養(yǎng)提升情境1點電荷——模型建構(gòu)1．對象模型用來代替研究對象實體的理想化模型，如質(zhì)點、點電荷等都屬于對象模型．是對實物的一種理想簡化．2．條件模型把研究對象所處的外部條件理想化建立的模型叫作條件模型．如光滑表面、輕桿、輕繩、勻強(qiáng)電場都屬于條件模型．是對相關(guān)環(huán)境的一種理想簡化．3．過程模型實際的物理過程都是諸多因素作用的結(jié)果，忽略次要因素的作用，只考慮主要因素引起的變化過程叫作過程模型．是對干擾因素的一種簡化．例如勻速直線運動、勻變速直線運動、拋體運動、勻速圓周運動都屬于過程模型．這就要求我們在選擇模型時，要綜合考慮研究問題的目的、性質(zhì)等，然后再做出選擇，不能隨意地把什么對象、什么條件、什么過程歸入某一種模型．可見研究物理問題是否可以理想化是有條件的、相對的，這個條件是研究問題的本質(zhì)條件，“相對”指的是相對周圍的環(huán)境條件和干擾條件．例1.如圖所示，兩個質(zhì)量均為m的完全相同的金屬球殼a與b，殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，將它們分別固定于絕緣支座上，兩球心間的距離為l，為球直徑的2倍．若使它們帶上等量異種電荷，兩球帶電荷量的絕對值均為Q，那么，a、b兩球之間的萬有引力F引、庫侖力F庫分別為()A．F引＝Geq\f(m2,l2)，F(xiàn)庫＝keq\f(Q2,l2)B．F引≠Geq\f(m2,l2)，F(xiàn)庫≠keq\f(Q2,l2)C．F引≠Geq\f(m2,l2)，F(xiàn)庫＝keq\f(Q2,l2)D．F引＝Geq\f(m2,l2)，F(xiàn)庫≠keq\f(Q2,l2)例2.如圖所示，一個均勻的帶電圓環(huán)，帶電荷量為＋Q，半徑為R，放在絕緣水平桌面上．圓心為O點，過O點作一豎直直線，在此線上取一點A，使A到O點的距離為R.在A點放一電荷量為＋q的試探電荷，則試探電荷在A點所受的庫侖力為()A．eq\f(kQq,R2)，方向向上B．eq\f(\r(2)kQq,4R2)，方向向上C．eq\f(kQq,4R2)，方向水平向左D．不能確定情境2靜電除塵——科學(xué)思維例3.(多選)靜電除塵的原理結(jié)構(gòu)圖如圖甲所示，靜電噴涂的原理結(jié)構(gòu)圖如圖乙所示，下列說法正確的是()A．對圖甲，電暈極與收塵極之間的電場為勻強(qiáng)電場B．對圖甲，電暈極附近的氣體分子被強(qiáng)電場電離，電子向收塵極運動使含塵氣體中的粉塵帶負(fù)電，積累在筒壁一定量后通過下方的漏斗排出C．對圖乙，噴口噴出的霧化涂料微粒帶正電，被涂工件不帶電D．對圖乙，工件與噴口之間較強(qiáng)的電場使帶電霧化涂料向帶電的工件運動，通過正負(fù)電荷間的引力作用使涂料均勻地涂在工件上例4.(多選)滾筒式靜電分選器由料斗A、導(dǎo)板B、導(dǎo)體滾筒C、刮板D、料槽E、F和放電針G等部件組成．C與G分別接于直流高壓電源的正、負(fù)極上，并將C接地，如圖所示．電源電壓很高，足以使放電針G附近的空氣發(fā)生電離而產(chǎn)生大量離子．現(xiàn)有導(dǎo)電性能不同的兩種物質(zhì)粉粒a、b的混合物從料斗A下落，沿導(dǎo)板B到達(dá)轉(zhuǎn)動的滾筒C上，粉粒a具有良好的導(dǎo)電性，粉粒b具有良好的絕緣性．下列說法中正確的是()A．粉粒a落入料槽F，粉粒b落入料槽EB．粉粒b落入料槽F，粉粒a落入料槽EC．若滾筒C不接地而放電針G接地，從工作原理上看，這也是允許的D．若滾筒C不接地而放電針G接地，從工業(yè)實用角度看，這也是允許的第九章綜合提升核心素養(yǎng)提升[例1]解析：萬有引力定律適用于兩個可看成質(zhì)點的物體，雖然兩球心間的距離l只有直徑的2倍，但由于殼層的厚度和質(zhì)量分布均勻，兩球殼可看成質(zhì)量集中于球心的質(zhì)點，因此可以用萬有引力定律求F引；對于a、b兩帶電球殼，由于兩球心間的距離l只有直徑的2倍，且電荷集中于兩球靠近的一側(cè)，不能將其看成點電荷，不滿足庫侖定律的適用條件，D正確．答案：D[例2]解析：先把帶電圓環(huán)分成若干個小部分，每一小部分可視為一個點電荷，各點電荷對試探電荷的庫侖力在水平方向上的分力相互抵消，豎直方向上的分力大小為kQqcos45°2R答案：B[例3]解析：對圖甲，電暈極與收塵極之間的電場為輻射電場，不是勻強(qiáng)電場，A錯誤；對圖甲，電暈極附近的氣體分子被強(qiáng)電場電離，電子向收塵極運動使含塵氣體中的粉塵帶負(fù)電，積累在筒壁一定量后通過下方的漏斗排出，B正確；對圖乙，噴口噴出的霧化涂料微粒帶負(fù)電，被涂工件帶正電，C錯誤；對圖乙，工件與噴口之間較強(qiáng)的電場使帶電霧化涂料向帶電的工件運動，通過正負(fù)電荷間的引力作用使涂料均勻地涂在工件上，D正確．答案：BD[例4]解析：因為C和G分別接在高壓電源的正、負(fù)極上，放電針G附近形成很強(qiáng)的電場，使放電針G附近的空氣電離而產(chǎn)生大量離子，其中的負(fù)離子在奔向正極C的過程中被吸附到粉粒a、b上，a、b因吸附負(fù)離子而帶負(fù)電，被吸引到帶正電的滾筒C上，因為a具有良好的導(dǎo)電性，a所帶電荷被C上的正電荷中和并最終帶上和C相同的電荷而被C排斥，落入料槽F，粉粒b因具有良好的絕緣性，所帶負(fù)電荷不會被中和，和C相互吸引，被吸引到滾筒C上，直到