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(共28张PPT)
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)
(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
(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，如图甲、图乙所示。
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。
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，图中标示正确的是 (　　)
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 (　　)
A．图甲为静电喷涂机原理图，由图可判断微粒带正电荷
B．图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 (　　)
A．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 N
C．质子加速需要的时间约为8×10－6 s
D．加速器加速的直线长度约为4 m
5.(2022·四川达州期末)如图所示，中国科技馆中有一实验项目，一实验员站在绝缘地板上，用手摸已经起电的范德格拉夫起电机的金属球，随着金属球对地电压升高，她的头发会竖起来。关于以上现象，下列说法正确的是 (　　)
A．实验员头发竖起来是她头发带同种电荷排斥所致
B．实验员头发竖立起来是她受到惊吓所致
C．起电机起电的过程就是创生电荷的过程
D．绝缘地板是起防滑作用的
解析：实验员头发竖起来是因为她头发带同种电荷，而同种电荷间相互排斥，故A正确，B错误；起电机起电的过程是电荷转移的过程，故C错误；绝缘地板是防止积累在实验员身上的电荷被导入大地，故D错误。
答案：A　
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。(共8张PPT)
主干知识成体系
一、电场线与磁感线的比较
1．相似之处
(1)电场线和磁感线都是为了形象地描述场而引入的假想的曲线，实际上并不存在。
(2)电场线和磁感线都是用来描述场的强弱和方向的，电场线和磁感线切线方向分别表示了电场和磁场的方向。
(3)电场线和磁感线都不能相交。因为如果相交，在相交点就会出现两个切线方向，与电场和磁场中某一确定点的场的方向是唯一的相矛盾。
2．电场线和磁感线的显著区别：电场线起始于正电荷或无穷远，终止于无穷远或负电荷，是非闭合的曲线，而磁感线是闭合的曲线。
[解析]　电场线和磁感线都是为了形象描述场而引入的模型，由于曲线的切线方向表示场的方向，所以不可能相交，其疏密都反映场的强弱，所以B错误，C、D正确；电场线不闭合，而磁感线是闭合的，在条形磁铁外部，磁感线由N极到S极；在条形磁铁内部由S极到N极，故A错误。
[答案]　CD
二、安培定则的应用和磁场的叠加
1．安培定则的“因”和“果”
磁场名称 原因(电流方向) 结果(磁场方向)
直线电流的磁场 大拇指 弯曲的四指
环形电流及通电螺线管的磁场 弯曲的四指 大拇指
2．磁场的叠加
(1)磁感应强度为矢量，合成与分解遵循平行四边形定则。
(2)两个电流附近的磁场某处的磁感应强度是由两个电流分别独立存在时产生的磁场在该处的磁感应强度叠加而成的。
A．B1＝B2B．B1＝B2＝B3
C．a和b处磁场方向垂直于纸面向外，c处磁场方向垂直于纸面向里
D．a处磁场方向垂直于纸面向外，b和c处磁场方向垂直于纸面向里
[解析]　a、b、c三处的磁感应强度是三根导线所产生的磁感应强度的叠加。根据安培定则可判断出左右两根导线在a处产生的磁场方向相反，因为距离相等，所以磁感应强度大小相等，所以左右两根导线在a处产生的磁感应强度的矢量和为零，a处的磁感应强度等于下面那根导线在该处产生的磁感应强度，所以a处的磁感应强度方向垂直于纸面向外，同理可知b处的磁感应强度等于右面的导线在该处产生的磁感应强度，所以b处的磁感应强度方向也垂直纸面向外，三根导线在c处产生的磁场方向均垂直于纸面向里，所以合磁感应强度方向垂直于纸面向里，且B1＝B2＜B3，故选项A、C正确，B、D错误。
[答案]　AC(共28张PPT)
主干知识成体系
迁移交汇破疑难
一、直流电路的故障分析与判断
1．电路常见故障
(1)断路；(2)短路。
2．电路故障特点
(1)断路特点：电路中发生断路时，电源电压不为零，而电流为零；如果断路出现在干路中，则发生断路的地方其两端电压等于电源电压。
(2)短路特点：电路中的某部分发生短路时，表现为有电流通过电路而该部分电路两端电压为零。
3．电路故障部位的检测和判断
(1)断路故障的检测和判断(假设只有一个断点)：用电压表与电源并联检测电路中是否有电压，若有电压时，再逐段与电路并联，若电压表指针偏转，则该段电路中有断点。
(2)短路故障的检测和判断：用电压表与电源并联，再逐段与电路并联，若电压表示数为零，则该段电路被短路；若电压表示数不为零，则该段电路没被短路。
【针对训练】
1. 如图所示的电路，闭合开关，灯L1、L2正常发光。由于电路出现故障，突然发现L1变亮，L2变暗，电流表的读数变小，根据分析，发生的故障可能是 (　　)
A．R1断路　　　　 B.R2断路
C．R3短路 D．R4短路
解析：等效电路如图所示，若R1断路，总外电阻变大，总电流减小，路端电压变大，L1两端电压变大，L1变亮；ab部分电路结构没变，电流仍按原比例分配，总电流减小，通过L2、R4的电流都减小，故A符合题意；若R2断路，总电阻变大，总电流减小，ac部分电路结构没变，电流仍按原比例分配，R1、L1中电流都减小，与题意相矛盾，故B不符合题意；若R3短路或R4短路，总电阻减小，总电流增大，电流表读数变大，与题意相矛盾，故C、D不符合题意。
答案：A　
2．在如图所示的电路中，闭合开关时，灯泡不亮，已经确定是由灯泡断路或短路引起的，在不能拆开电路的情况下(开关可闭合，可断开)，现用一个多用电表的直流电压挡、直流电流挡和欧姆挡分别对故障电路进行如下检查并做出判断(如表所示)
次序 操作步骤 现象和结论
1 闭合开关，选直流电压挡，红、黑表笔分别接a、b 指针偏转，灯泡断路；指针不偏转，灯泡短路
2 闭合开关，选直流电流挡，红、黑表笔分别接a、b 指针偏转，灯泡断路；指针不偏转，灯泡短路
3 闭合开关，选欧姆挡，红、黑表笔分别接a、b 指针不动，灯泡断路；指针偏转，灯泡短路
4 断开开关，选欧姆挡，红、黑表笔分别接a、b 指针不动，灯泡断路；指针偏转最大，灯泡短路
以上操作和判断错误的是 (　　)
A．1 B．2
C．3 D．4
解析：用直流电压挡接a、b时，若电压表有示数，说明其他位置都是通路，故灯泡断路；若电压表无示数，说明灯泡短路，故A正确；用直流电流挡接a、b时，若电流表有示数，说明其他位置都是通路，故灯泡断路；若电流表无示数，则说明灯泡短路，故B正确；用欧姆挡接a、b时，必须先断开电源的开关，故C错误；若断开开关，用欧姆挡接a、b时，有示数且指针偏转非常大，说明a、b间电阻接近为0，故灯泡应该是短路；若无指针偏转，则说明a、b间电阻为无穷大，灯泡断路，故D正确。
答案：C　
二、闭合电路中的图像问题分析与应用
图像既能反映物理量之间的规律关系，又是分析和解决物理问题的一种工具，因此我们把各物理量间的关系或物理过程绘制成图像，既可以帮助分析推理，又可根据图像直接求解。
闭合电路中各物理量间的变化关系大都可以用有关图像表示。只要明确各种图像中点、线、面积、斜率及截距等各物理量的含义并正确使用图像，闭合电路问题的求解就会既快捷准确又方便灵活。
闭合电路中常见的图像有：
【针对训练】
3．如图甲所示电路中，D为二极管，其伏安特性曲线如图乙所示。闭合开关S，滑动变阻器R的滑片P从左端向右移动过程中 (　　)
A．二极管D的电阻变大
B．通过二极管D的电流变小
C．二极管D消耗的功率变小
D．电源消耗的功率变大
解析：滑动变阻器R的滑片P从左端向右移动过程中，滑动变阻器的电阻减小，电路电流增大，由图乙可知，二极管的电阻减小，电流、电压增大，消耗的功率也增大，故A、B、C错误；电源的功率为P＝EI，因为电流增大，所以电源的功率增大，故D正确。
答案：D　
4．如图所示为甲、乙两灯泡的I -U图像，根据图像，计算甲a、乙两灯泡串联在电压为220 V的电路中时实际发光的功率分别约为 (　　)
A．5 W、3 W B．20 W、12 W
C．46 W、40 W D．60 W、70 W
解析：两灯泡串联，故两灯泡中电流相等，而两灯泡两端的电压为220 V，则由题图可知，两灯泡的电流均约为：I＝15×10－2 A，甲的电压约为：U1＝140 V，而乙的电压约为：U2＝80 V，故甲的电功率为：P甲＝U1I＝140×15×10－2 W＝21 W，而乙的电功率为：P乙＝80×15×10－2 W＝12 W，故B正确，A、C、D错误。
答案：B　
创新应用提素养
一、在家庭生活中的应用
1．下表为某电饭锅铭牌上的一部分内容。根据表中的信息，可计算出电饭锅正常工作时的电流约为 (　　)
A．6.2 A　　　　　　　 B.4.6 A
C．3.2 A D．5.5 A
电器名称 电饭锅 额定功率 700 W
额定电压 220 V 额定容量 4.0 L
2.如图所示为一种环保“重力灯”，让重物缓慢下落，拉动绳子，从而带动发电机转动，使小灯泡发光。某“重力灯”中的重物为18 kg，它在30 min内缓慢下落了2 m, 使规格为“1.5 V, 0.12 W”的小灯泡正常发光。不计绳子重力，则以下说法正确的是 (　　)
A．绳子拉力对重物做正功
B．重物重力做功的功率为0.12 W
C．30 min内产生的电能为360 J
D．重物重力势能转化为灯泡电能的效率为60%
3.如图为某扫地机器人，其内部电机的电阻为 0.5 Ω，内置锂电池容量为
9 A·h，额定功率为 24 W，额定电压为 8 V，则该扫地机器人正常工作时 (　　)
A．额定工作电流是 3 A
B．额定工作电流是 16 A
C．扫地机器人电池充满电之后最长工作时间为9 h
D．扫地机器人每秒消耗电能为 128 J
二、在交通工具中的应用
4．为减少汽车排放带来的污染，很多城市开始使用电动汽车，现有一辆质量为2 t的某品牌电动汽车电池每次充满电后能提供的总电能为60 kW·h，充电时，直流充电桩充电电压为400 V，充电时间为4.5 h，充电效率为95%，以108 km/h的速度在平直高速公路匀速行驶时汽车将总电能转化为机械能的效率为90%，汽车受到的阻力为重力的3% ，由此可知 (　　)
A．充电的平均电流为33 A
B．汽车牵引力的功率为15 kW
C．汽车能匀速行驶的时间为3 h
D．汽车能匀速行驶的距离为350 km
5．(多选)如图为共享电动单车，与普通电动车不同的是，共享电动单车采用“共享充电宝＋自行车的方式”，其电池与普通充电宝类似，电池容量只有20 000 mA·h，输入、输出电压均为10 V，输入电流为8 A，输出电流为15 A，可以支持驱动人和单车行驶10千米左右。已知成人在平路上骑电动单车所受阻力约为20 N，则 (　　)
A．该单车电池最多储存电能为7.2×104 J
B．该单车电池充电时，从零电量充至满电量大约需要时间2.5 h
C．该单车电池电能的有效利用率约为27.8%
D．成人采用“电动＋人力”方式在平路上骑行时，最大行车速度为7.5 m/s(共20张PPT)
主干知识成体系
迁移交汇破疑难
(一)电路的分析与计算
1．复杂电路的简化方法
(1)无电流的支路简化时可去掉。
(2)两等势点间的电阻可省去或视为短路。
(3)理想导线可长可短。
(4)节点沿理想导线可任意移动，但不得越过电源、用电器等。
(5)理想电流表可认为短路，理想电压表可认为断路。
(6)电路电压稳定时，电容器可认为是断路。
(7)在画等效电路图时，先将电压表、电流表摘除，等画好等效电路图后再补到相应的位置，这样可避免电表带来的干扰。
2．电路分析与计算的解题思路
(1)明确各电路元件的串、并联关系以及电流表、电压表测量的对象，分析电路结构。
(2)根据题目已知条件确定是从电路的整体还是从某一部分电路入手进行分析，要从串、并联电路的特点出发找出各段电路之间的电流、电压关系，选用相应规律或公式建立方程。
(3)注意接在电路中的电流表和电压表是否是理想电表，如果是非理想电表，则应注意其内阻的大小；电容器在恒定电流电路中只有在电路接通和断开瞬间才有充、放电电流，当电路稳定后相当于阻值无限大的电阻(考虑为不漏电的理想电容器)，使这部分电路断路，在简化电路时可把含电容器的支路去掉，若要求计算电容器的带电荷量，再在相应位置补上该电容器。
(二)滑动变阻器的分压式和限流式接法
(3)检查电路连线正确后，某同学闭合开关，看到灯闪亮一下立即熄灭，造成这一现象的原因可能是________________________________________
________________________________________________________________。
[解析]　(1)题中要求电压从零开始，所以滑动变阻器应该按分压式接法接在电路中。
(2)电路图如图所示：
(3)闭合开关，看到灯闪亮一下立即熄灭，造成这一现象的原因可能是滑动变阻器调节不合适，流过灯的电流过大，导致灯被烧坏了。
[答案]　(1)分压式
(2)见解析图
(3)可能是滑动变阻器调节不合适，流过灯的电流过大，导致灯被烧坏了
[微点拨]
分压和限流电路的选择原则
(1)若采用限流式接法不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流(或电压)，此时，则必须选用分压式电路。
(2)若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑片从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应用分压式电路。
(3)若实验中要求电压从零开始调节，则必须采用分压式电路。
(4)两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法电路简单、能耗低。　　　　
创新应用提素养
一、在科技与生活中的应用
1．磁悬浮列车需要很强的磁场，因此线圈中的电流将非常大。用超导材料做磁悬浮线圈主要是因为 (　　)
A．超导线圈强度大
B．只有超导线圈才能产生强磁场
C．低于临界温度时，超导线圈无电阻不发热
D．低于临界温度时，超导线圈有电阻但不发热
解析：线圈强度与是否是超导体无关，故A错误；只要电流大就能产生强磁场，故B错误；达到临界温度时，超导体电阻变为零，根据Q＝I2Rt可知，产生热量为零，减小能量损耗，超导材料做磁悬浮线圈正是用了超导体的这一特性，故C正确，D错误。
答案：C　
2．小明家安装一路专线为额定功率1.5 kW的空调供电，用去的铜导线长50 m，横截面积2.5 mm2，已知铜的电阻率为1.7×10－8 Ω·m，如果空调能够正常工作，这段导线上损失的电压最接近 (　　)
A．1.2 V B．2.3 V
C．12 V D．23 V
3．一照明灯泡电路如图所示，开关S闭合后，电灯不亮，但用测电笔测试a点和b点均见氖管发光。电灯不亮可能的原因是 (　　)
A．电厂停电 B．灯丝断了
C．供电线路某处零线断路 D．供电线路某处火线断路
解析：家庭电路的两根线分别是火线和零线，测电笔和火线接触时，氖管会发光，接触零线时，氖管不会发光；接通开关后，测电笔测试a、b两点氖管都会发光，说明火线正常，并且灯泡也正常，故只有供电线某处零线断路，C正确。
答案：C　
二、实验创新应用
4．(2023·浙江1月学考)小明同学在学校实验室开放期间，进入电学实验室自主探究。
(1)他先练习使用多用电表测量电阻。测量电阻前他把红黑表笔短接，调整图甲中的________(选填“A”“B”或“C”)，使指针指向电阻“0”刻度。然后用两支表笔分别接触电阻两端后，指针和各旋钮位置如图甲所示，则此电阻阻值为________Ω。
(2)接着他开始做“测量金属丝的电阻率”实验：
①测量一段镍铬合金丝电阻所用器材及部分电路连线如图乙所示，图中的导线a端应与________(选填“－”“0.6”或“3”)接线柱连接，b端应与________(选填“－”“0.6”或“3”)接线柱连接。开关闭合前，图乙中滑动变阻器滑片应置于________(选填“左”或“右”)端。
②闭合开关，移动滑动变阻器滑片，获得六组U、I数据，在U I坐标系中描点并拟合。为从U I图像中求得金属丝电阻，下列三个图像应该选用________(选填“A”“B”或“C”)。由图像可得金属丝电阻R＝________Ω(结果保留2位有效数字)。
答案：(1) B　26 000
(2)①0.6　0.6　左　②C　3.1(共26张PPT)
主干知识成体系
2．在分析带电粒子在等效场中的运动问题时，一定要明确以下有关等效重力场中的几个重要概念，具体对应如下：
等效重力场 重力场、电场叠加而成的复合场
等效重力 重力、电场力的合力
等效重力加速度 等效重力与带电粒子质量的比值
等效“最低点” 带电粒子做圆周运动时，由圆心沿合力方向与圆周交点的位置
等效“最高点” 带电粒子做圆周运动时与等效“最低点”关于圆心对称的位置
等效重力势能 等效重力大小与带电粒子沿等效重力场方向“高度”的乘积
【针对训练】
1．如图所示，一绝缘细圆环半径为r，环面处于竖直面内，匀强电场与圆环平面平行。环上穿有一带电荷量为＋q、质量为m的小球，可沿圆环做无摩擦的圆周运动，小球所受电场力和重力大小相等。小球经过A点时速度的方向向上恰与电场垂直。重力加速度为g。
(1)若小球经过A点时，圆环与小球间无力的作用，小球经过A点时的速度大小vA是多大？
(2)要使小球能运动到与A点对称的B点，小球在A点的速度至少是多大？
(3)在保证小球恰好做圆周运动的前提下，小球对轨道的最大压力是多大？
(1)若滑块从水平轨道上距离B点s＝3R的A点由静止释放，求滑块到达与圆心O等高的C点时对轨道的作用力大小。
(2)为使滑块恰好始终沿轨道滑行，求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小。
创新应用提素养
一、在生产生活中的应用
1.心脏除颤器是通过一个充电的电容器对心颤患者皮肤上的两个电极板放电，让一部分电荷通过心脏，使心脏完全停止跳动，再刺激心颤患者的心脏恢复正常跳动。如图是一次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器电容为15 μF，充电至9.0 kV电压，如果电容器在2.0 ms时间内完成放电，放电结束时电容器两极板间的电势差减为0。下列说法正确的是 (　　)
A．若充电至4.5 kV，则该电容器的电容为7.5 μF
B．充电至9.0 kV时，该电容器所带电荷量是0.27 C
C．这次放电有0.135 C的电荷量通过人体组织
D．这次放电过程中通过人体组织的电流恒为67.5 A
2.医用口罩的熔喷布经过驻极处理可增加静电吸附作用，其中一类吸附过程可作如图简化：经过驻极处理后某根绝缘纤维带有正电荷，其附近a点处的初速度平行于该段直纤维且带负电的颗粒被吸附到纤维上b点，忽略其他电场影响，则 (　　)
A．颗粒做匀变速曲线运动
B．颗粒受到的电场力恒定
C．颗粒的电势能逐渐减小
D．a点的电势比b点的高
解析：带电的绝缘纤维产生的电场为非匀强电场，故颗粒受到的电场力为变力，做非匀变速曲线运动，故A、B错误；由于颗粒带负电，绝缘纤维带正电，因此电场力对颗粒做正功，电势能减小，故C正确；由于绝缘纤维带正电，故b点电势高于a点，故D错误。
答案：C　
3. (多选)某静电除尘设备集尘板的内壁带正电，设备中心位置有一个带负电的放电极，它们之间的电场线分布如图所示，虚线为某带电烟尘颗粒(重力不计)的运动轨迹，A、B是轨迹上的两点，C点与B点关于放电极对称。下列说法正确的是 (　　)
A．A点电势低于B点电势
B．A点电场强度小于C点电场强度
C．烟尘颗粒在A点的动能大于在B点的动能
D．烟尘颗粒在A点的电势能大于在B点的电势能
解析：由沿电场线方向电势降低可知，A点电势低于B点电势，故A正确；由题图可知，A点电场线比C点密集，因此A点电场强度大于C点电场强度，故B错误；烟尘颗粒，从A到B的过程中，电场力做正功，动能增加，烟尘颗粒在A点的动能小于在B点的动能，故C错误；烟尘颗粒从A到B的过程中，电场力做正功，电势能减小，烟尘颗粒在A点的电势能大于在B点的电势能，故D正确。
答案：AD　
二、创新科技中的应用
4．如图所示为我国自主研发、全球首创的“超级电容器”，这种电容器安全性高，可反复充放电100万次以上，使用寿命长达十二年，且容量超大(达到9 500 F)，能够在10 s内完成充电。则该“超级电容器”
(　　)
A．充电过程中电流是恒定电流
B．充电过程中两极的电压逐渐增大
C．充电时电容器的正极应接电源的负极
D．放电过程中电容器的化学能转化为电能
解析：充电过程中电流不为恒定电流，选项A错误；充电过程中两极的电荷量逐渐增大，故电压逐渐增大，选项B正确；充电时电容器的正极应接电源的正极，放电过程中电容器输出的是电能，选项C、D错误。
答案：B　
5．根据大量科学测试可知，地球本身就是一个电容器。通常大地带有50万库仑左右的负电荷，而地球上空存在一个带正电的电离层，这两者之间便形成一个已充电的电容器，它们之间的电压为300 kV左右。地球的电容约为 (　　)
A．0.17 F B．1.7 F
C．17 F D．170 F
6．如果空气中的电场很强，使得气体分子中带正、负电荷的微粒所受的相反的静电力很大，以至于分子破碎，于是空气中出现了可以自由移动的电荷，那么空气变成了导体。这种现象叫作空气的“击穿”。已知高铁上方的高压电接触网的电压为27.5 kV，阴雨天时当雨伞伞尖周围的电场强度达到2.5×104 V/m时空气就有可能被击穿。因此乘客阴雨天打伞站在站台上时，伞尖与高压电接触网的安全距离至少为 (　　)
A．1.1 m B．1.6 m
C．2.1 m D．2.7 m
7．静息电位是细胞膜未受刺激时，存在于细胞膜两侧的电势差。如图所示，某神经纤维的静息电位为0.04 V，细胞膜厚度为8×10－9 m。若膜中的电场视为匀强电场，钾离子K＋所带电荷量为1.6×10－19 C，从膜外穿入膜内的过程中，求：
(1)钾离子K＋所受电场力F的大小；
(2)电场力对钾离子K＋所做的功W。

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