精心整理高二物理选修3-1第一章静电场
1、电荷及其守恒定律
a、摩擦起电：
b、静电感应：本质都是微观带电粒子在在物体之间和物体内部的转移。
c、电荷守恒定律：大量事实表明，电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变。
d、元电荷：电荷的多少叫电荷量；迄今为止，科学家发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量。人们把这个最小的电荷量叫做元电荷，用e表示，所有带电体的电荷量都是e 的整数倍，电荷量是不能连续变化的物理量。e可取1.60×10-19C；电子的电荷量e与电子的质量m e之比，叫做电子的比荷。
2、库仑定律
a、库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成
正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
F=kq1q2/r2其中，静电力常量k=9.0×109Nm2/C2
b、电荷间这种相互作用力叫做静电力或库仑力。点电荷的理解。与万有引力的区别。
c、带电金属球接触后等分电量；
3、电场强度
a、法拉第提出的观点：电荷的周围存在着由它产生的电场，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的；
b、电场和磁场是一种客观存在，并且是互相联系的，统称为电磁场；变化的电磁场以光速在空间传播，它和实物一样具有能量和动量，因而场和实物是物质存在的两种不同形式。只有在研究运动的电荷，特别是运动状态迅速变化的电荷时，电磁场的实在性才凸显出来。
c、静止电荷产生的电场，称为静电场。
d、试探电荷在电场中某点受到的力F与试探电荷的电荷量q成正比，F=Eq，E是比例常数，也即电场强度，反映电场在这点的性质，与q无关。
e、点电荷的电场强度计算与电场强度的叠加（电场中某点的电场强度为各个点电荷单
独在该点产生的电场强度的矢量和）
f、电场线可以形象地描述电场强度的大小和方向。电场线有以下几个特点：
①电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷；
②电场线在电场中不相交；
③在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方较疏。
g、匀强电场：电场中各点电场强度的大小相等，方向相同。
4、电势能和电势
a、在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功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；这个结论在非匀强电场中也是适用的。
b、电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能，记作E p。可以类比重力势能。
c、静电力做的功等于电势能的减少量。W AB=E pA-E pB
d、电荷在某点的电势能等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功。
e、电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势，是个标量。
φ=E p/q
f、沿着电场线方向电势逐渐降低。
g、电场中电势相同的点构成的面叫做等势面。电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。
5、电势差
a、电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压。U AB=φA-φB
6、电势差与电场强度的关系
a、匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积；
U AB=Ed
b、类比公式W=qU，W=Fd=qEd
7、静电现象的应用
a、处于静电平衡状态的导体，内部的电场处处为0；
b、处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是个等势面。
c、导体上电荷分布的特点：
（1）导体内部没有电荷，电荷分布在导体的表面；
（2）在导体外表面，越尖锐的位置电荷的密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷。
d、尖端放电、静电屏蔽的理解。
8、电容器的电容
C=Q/U
C=
电容单位法拉，简称法，符号F。接通电源时，U不变；断开电源时，Q不变。
9、带电粒子在电场中的运动
a、带电粒子的加速
b、带电粒子的偏转
牛刀小试
1、关于摩擦起电和感应起电，以下说法正确的是??（???????）?? A．摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷?? B．摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移?? C．不论摩擦起电还是感应起电都是电荷的转移??
D．以上说法均不正确
2、避雷针能起到避雷作用，其原理是（??????）?
A．尖端放电?????B．静电屏蔽?????
C．摩擦起电??????D．同种电荷相互排斥??
3、真空中有两个点电荷，它们间的静电力为F，如果保持它们所带的电量不变，将它们之间的距离增大为原来的2倍，它们之间作用力的大小等于(?????)?
A.F????????
B.2F????????
C.F/2????????
D.F/4?
4、电场强度的定义式E=F/q?可知，在电场中的同一点（???????）?
A 、电场强度E 跟F 成正比，跟q 成反比?
B 、无论检验电荷所带的电量如何变化，F/q 始终不变?
C 、电荷在电场中某点所受的电场力大，该点的电场强度强。?
D 、一个不带电的小球在P 点受到的电场力为零，则P 点的场强一定为零
5、关于于电场，下列叙述正确的是（??????）?
A ．以点电荷为圆心，r 为半径的球面上，各点的场强都相同?
B ．正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场强?
C ．在电场中某点放入检验电荷q ，该点的场强为E=F/q ，取走q 后，该点场强不变?
D ．电荷所受电场力大，该点电场强度一定很大
6、下图所示为电场中的一条电场线，A 、B 为其上的两点，以下说法正确的是(??????)?
A 、E A 与E
B 一定不等，φA 与?φB 一定不等???? B 、E A 与E B 可能相等，φA 与?φB 可能相等????????????????????????????????????????????????????????????
C 、E
A 与E
B 一定不等，φA 与?φB 可能相等?
D 、
E A 与E B 可能相等，φA 与?φB 一定不等
7、如图所示，实线表示匀强电场的电场线.一个带正电荷的粒子以某
一速度射入匀强电场，只在电场力作用下，运动的轨迹如图中的虚线所示，a、b为轨迹上的两点.若a点电势为φa?，b点电势为φb?，则(???????????)?
A.场强方向一定向左，且电势φa?>φb???
B.场强方向一定向左，且电势φa?<φb??
C.场强方向一定向右，且电势φa?>φb???
D.场强方向一定向右，且电势φa?<φb
8、带电粒子经加速电场加速后垂直进入两平行金属板间的偏转电场，
要使它离开偏转电场时偏转角增大，
可采用的方法有（????????）?
A.增加带电粒子的电荷量???????
?B.增加带电粒子的质量?
C.增高加速电压????????????????
D.增高偏转电压
9、两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示。接通开关K，电源即给电容器充电，则（????）?
A.?保持K接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小?
B.?保持K接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大?
C.?断开K，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小?
D.?断开K，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电
势差增大
10、用丝线吊一质量为m，带电量为-q的小球，置于水平方向的电场中，如图所示，静止时悬线与竖直方向夹角是300，则该电场的场强E=????????????????，方向为???????????。
11、一个平行板电容器，电容为200pF，充电后两板间电压为100V，则电容?器的带电量是_________，保持电容器与电源相连，将两板间距离减半，则电容器的带电________
12、水平放置的A、B两平行金属板相距h，上板A带正电，现有质量为m，带电量为+q的小球在B板下方距离为H处，以初速度v
竖直向上从B板小孔进入板间电
场，欲使小球刚好打到A板，A、B间电势差为多少？
13、在电场强度为E方向水平向右的匀强电场中，用一根长为L的绝缘细杆（质量不计）固定一个质量为m的电量为q带正电的小球，细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动。现将杆从水平位置A轻轻释放，在小球运动到最低点B的过程中.?求:
（1）电场力对小球作多少功？?小球的电势能
如何变化？???
（2）A、B两位置的电势差多少？?
（3）小球到达B点时的速度多大？?
（4）在最低点时绝缘杆对小球的作用力？
14、如图所示，水平放置的两块平行金属板A、B之间有一匀强电场，一个带正电的微粒P恰好能悬浮在板间处于静止状态：?
（1）如果微粒P所带电量为q，质量为m，求板间的场强大小和方向？
（2）如果将另一点电荷-q放在电场中的M点，它受到的电场力多大，方向如何？
14、如下图所示，在竖直放置的足够大的铅屏A的右表面上贴?着?射线（即电子）放射源P，已知射线实质为高速电子流，放射源?放出的?粒子射向各个方向速度为v0＝1.0×107 m/s。足够大的荧光屏?M与铅屏A平行放置，相距d?＝2.0×10-2m，其间有水平向左的匀强?电场，电场强度大小E＝2.5×104N/C。已知电子电量e＝1.6×
10-19C?
电子质量取m＝9.0×10-31kg。???
求：（1）电子到达荧光屏M上的动能。?
（2）荧光屏上的发光面积。
15、如图所示为真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出（初速度不计），
经灯丝与A板间的加速电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，
然后进入由两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀
强电场），电子进入偏转电场时的速度与电场方向垂直，电子经过偏转电场后打在荧光屏上的P点。已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L1，板右端到荧光屏的距离为L2，电子质量为m，电荷量为e。求：?
（1）电子穿过A板时的速度大小；?
（2）电子从偏转电场射出时的侧移量；?
（3）P点到O点的距离。
1、发现通电导线周围存在磁场的科学家是（）
A、洛仑兹
B、库仑
C、法拉第
D、奥斯特
2、带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受
到洛伦兹力的作用．下列表述正确的是（）
3、楼道里，夜间只是偶尔有人经过，电灯总是亮着会浪费电能。科研人员利用光敏材料制成“光控开关”，天黑时自动闭合；天亮时自动断开。利用声敏材料制成“声控开关”，当有人走动发出声音时，自动闭合；无人走动时，自动断开。若将这两个开关配合使用（如图1），就可以使楼道灯变得“智能化”，这种“智能”电路正确的是（）
4、一般家庭的卫生间都要安装照明灯和换气扇。使用时，有时需要各自独立工作，有时需要它们同时工作。评价下图所示的电路，你认为符合上述要求的是（）
5、在做“探究串联电路中的电压规律”的实验时，有多个灯泡可供选择，小明把两只灯泡L1、L2串联起来接到电源上，如图所示：当分别把电压表连在图中AB两点、BC两点及AC两点时，闭合开关后测得的数据是：U AB=?0，U BC=?12V，U AC?=12V，
则故障可能是?????????????????????????。故障排除后，实验正常进行，通过测量得到了两组实验数据如下表：分析两组实验数据，可得出的结论：???。
本实验设计你认为有什么不合理或可以改进的地方吗？若有，请加以说明（若是电路改进则填写在下边虚线框内）．
快乐课堂高中物理精讲 人民教育出版社（简称“人教版”）选修3-1 第一章静电场 *** 说明：课本和一般辅导书已有内容，一般不再重复。 *** 《普通高中物理课程标准》关于高中物理的描述 第一部分前言 物理学是一门基础自然科学，它所研究的是物质的基本结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律以及所使用的实验手段和思维方法。随着人类对物质世界认识的深入，物理学一方面带动了科学和技术的发展；另一方面推动了文化、经济和社会的发展。经典物理学奠定了两次工业革命的基础；近代物理学推动了信息技术、新材料技术、新能源技术、航空航天技术、生物技术等的迅速发展，继而推动了人类社会的变化。 课程性质 高中物理是普通高中科学学习领域的一门基础课程，与九年义务教育物理或科学课程相衔接，旨在进一步提高学生的科学素养。 高中物理课程有助于学生继续学习基本的物理知识与技能；体验科学探究过程，了解科学研究方法；增强创新意识和实践能力，发展探索自然、理解自然的兴趣与热情；认识物理学对科技进步以及文化、经济和社会发展的影响；为终身发展，形成科学世界观和科学价值观打下基础。 选修3－1 物理学有自己的实验基础和逻辑结构，有广泛的技术应用，它是人类文化的重要组成部分，它的发展深刻地影响着人类的生产和生活方式。在本模块中，学生将比较全面地学习物理学及其技术应用，了解它与社会发展以及人类文化的互动作用。 场是除实物以外物质存在的另一种形式。学生将通过电场和磁场的学习加深对于世界的物质性和物质运动的多样性的认识。本模块中的概念和规律是进一步学习物理学的基础，是高中物理核心内容的一部分。
电磁学的研究成果及其技术应用改变了人类的生活。现代生活中处处都会遇到电的知识。本模块对于进一步学习科学技术是非常重要的。 *** 《普通高中物理课程标准》关于本章内容的标准要求 （1）了解静电现象及其在生活和生产中的应用。用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象。 例：了解存在可燃气体的环境中防止静电常采用的措施。 （2）知道点电荷，体会科学研究中的理想模型方法。知道两个点电荷间相互作用的规律。通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的多样性与统一性。 （3）了解静电场，初步了解场是物质存在的形式之一。理解电场强度。会用电场线描述电场。 （4）知道电势能、电势，理解电势差。了解电势差与电场强度的关系。 例：分析物理学中常把无穷远处和大地作为电势零点的道理。 例：观察静电偏转，了解阴极射线管的构造，讨论它的工作原理。 （5）观察常见电容器的构造，了解电容器的电容。举例说明电容器在技术中的应用。 例：使用闪光灯照相。查阅资料，了解电容器在照相机闪光灯中的作用。 *** 电从何来 质量是物质的基本属性。只要是物质，就一定有质量。 同样，只要是物质，就一定包含有能量。只要是物质，就一定带电。 当我们说物体不带电，其实是物体的正电荷与负电荷数量一样，即电荷的代数和为0。所以，多余老师会说物体“不显电”。 我们都知道，物体由原子组成，其中电子带负电荷，质子带正电荷，中子与原子整体一样，不显电。
精心整理高二物理选修3-1第一章静电场 1、电荷及其守恒定律 a、摩擦起电： b、静电感应：本质都是微观带电粒子在在物体之间和物体内部的转移。 c、电荷守恒定律：大量事实表明，电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变。 d、元电荷：电荷的多少叫电荷量；迄今为止，科学家发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量。人们把这个最小的电荷量叫做元电荷，用e表示，所有带电体的电荷量都是e 的整数倍，电荷量是不能连续变化的物理量。e可取1.60×10-19C；电子的电荷量e与电子的质量m e之比，叫做电子的比荷。 2、库仑定律 a、库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成 正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 F=kq1q2/r2其中，静电力常量k=9.0×109Nm2/C2 b、电荷间这种相互作用力叫做静电力或库仑力。点电荷的理解。与万有引力的区别。 c、带电金属球接触后等分电量； 3、电场强度 a、法拉第提出的观点：电荷的周围存在着由它产生的电场，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的； b、电场和磁场是一种客观存在，并且是互相联系的，统称为电磁场；变化的电磁场以光速在空间传播，它和实物一样具有能量和动量，因而场和实物是物质存在的两种不同形式。只有在研究运动的电荷，特别是运动状态迅速变化的电荷时，电磁场的实在性才凸显出来。 c、静止电荷产生的电场，称为静电场。 d、试探电荷在电场中某点受到的力F与试探电荷的电荷量q成正比，F=Eq，E是比例常数，也即电场强度，反映电场在这点的性质，与q无关。 e、点电荷的电场强度计算与电场强度的叠加（电场中某点的电场强度为各个点电荷单
第一章静电场 全章概述 本章主要研究静电场的基本性质及带电粒子在静电场中的运动问题。场强和电势是分别描述电场的力的性质和能的性质的两个物理量。正确理解场强和电势的物理意义，是掌握好本章知识的关键。本章的其他内容，如导体在电场中的静电感应现象和静电平衡问题，实质上是电场中力的性质研究的继续；电势差、电场力的功、电势能的变化等是电场的能的性质讨论的延伸；带电粒子在电场中的运动问题则是电场中上述两性质的综合运用。本章的内容是电学的基础知识，也是学习以后各章的准备知识。 新课标要求 1．掌握库仑定律和电荷守恒定律。 2．了解电场、电场强度及电场线，能进行电场强度的计算，特别是在匀强电场中的计算。 3．掌握电场力做功与电势能的关系，理解电势，能画出等势面。 4．根据做功原理，能够计算两点间的电势差。 5．理解电势差与电场强度的关系，能进行简单计算。 6，了解电容器的构成及常用的电容器，掌握平行板电容器的性质。 7．掌握带电粒子在电场中的加速及偏转，并会对其进行计算。 1.1 电荷及其守恒定律 教学目标： （一）知识与技能
知道各种起电方法及实质，认识元电荷，掌握电荷守恒定律的内容。 （二）过程与方法 结合具体事实理解概念及定律，化抽象为具体。 （三）情感、态度与价值观 体会生活中的静电现象，提高抽象思维水平。培养学生对实验的观察和分析的能力。 教学重点：掌握电荷的基本性质与电荷守恒定律。 教学难点：电荷基本性质与电荷守恒定律的理解及应用。 教学方法：实验归纳法、讲授法 教学用具：静电感应演示器、玻璃棒、丝绸，多媒体辅助教学设备 教学过程 （一）引入新课 教师：初中学过自然界有几种电荷，它们间的相互作用如何？电荷的多少用什么表示？ 学生：自然界只存在两种电荷，同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引。电荷的多少是用电荷量来表示。 教师：一般情况下物体不带电，不带电的物体内是否存在电荷？如何使物体带电？ 学生：不带电的物体内存在电荷，且存在等量正、负电荷，在物体内中和，对外不显电性。用摩擦的方法可以使物体带电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电。 教师：摩擦起电的实质是什么？
高二物理选修3-1 第一章静电场 1、电荷及其守恒定律 a、摩擦起电： b、静电感应：本质都是微观带电粒子在在物体之间和物体内部的转移。 c、电荷守恒定律：大量事实表明，电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变。 d、元电荷：电荷的多少叫电荷量；迄今为止，科学家发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量。人们把这个最小的电荷量叫做元电荷，用e表示，所有带电体的电荷量都是e的整数倍，电荷量是不能连续变化的物理量。e可取1.60×10-19C；电子的电荷量e与电子的质量m e之比，叫做电子的比荷。 2、库仑定律 a、库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正 比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 F=kq1q2/r2 其中，静电力常量k=9.0×109Nm2/C2 b、电荷间这种相互作用力叫做静电力或库仑力。点电荷的理解。与万有引力的区别。 c、带电金属球接触后等分电量； 3、电场强度 a、法拉第提出的观点：电荷的周围存在着由它产生的电场，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的； b、电场和磁场是一种客观存在，并且是互相联系的，统称为电磁场；变化的电磁场以光速在空间传播，它和实物一样具有能量和动量，因而场和实物是物质存在的两种不同形式。只有在研究运动的电荷，特别是运动状态迅速变化的电荷时，电磁场的实在性才凸显出来。 c、静止电荷产生的电场，称为静电场。 d、试探电荷在电场中某点受到的力F与试探电荷的电荷量q成正比，F=Eq，E是比例常数，也即电场强度，反映电场在这点的性质，与q无关。 e、点电荷的电场强度计算与电场强度的叠加（电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和） f、电场线可以形象地描述电场强度的大小和方向。电场线有以下几个特点：
第一章静电场 第一节电荷及其守恒定律 一电荷及原子结构 1．两种电荷 (1)两种电荷：自然界中只存在两种电荷． ①正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷． ②负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷称为负电荷． (2)相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引． 2．物质的电结构 原子由带正电的原子核和带负电的电子组成，电子绕原子核高速旋转．原子核正电荷的数量跟核外电子负电荷的数量相等，所以整个原子对外界较远位置表现为电中性． 金属原子中离原子核较远的电子，往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种能自由活动的电子叫做自由电子，失去电子的原子便成了带正电的离子． 3．物体带电 物体有了吸引轻小物体的性质，我们就说它带了电，或有了电荷． 当物体内的正电荷数量多于负电荷数量时，物体带正电，反之，带负电．正电荷数量与负电荷数量相等时，物体不带电． 二起电的三种方式 1．摩擦起电 (1)摩擦起电的过程 由于两个物体互相摩擦时，一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体，于是原来呈电中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电．如玻璃棒与丝绸摩擦时，玻璃棒容易失去电子而带正电；硬橡胶棒与毛皮摩擦时，硬橡胶棒容易得到电子而带负电． (2)摩擦起电的本质 摩擦起电时，电荷并没有凭空产生，其本质是发生了电子的转移，所以两个相互摩擦的物体一定是同时带上性质不同的电荷，且电荷量相等． 2．感应起电 (1)静电感应：当一个带电体靠近导体时，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，使导体靠近带电体的一端带异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷的现象． (2)感应起电：利用静电感应使导体带电的过程． (3)感应起电的操作步骤： ①如图甲所示，使带电体C(如带正电)靠近相互接触的两导体A、B． ②保持C不动，用绝缘工具分开A、B． ③如图乙所示，移走C，则A带负电，B带正电． 感应起电的判断方法 (1)当一个带电体靠近导体时，产生静电感应现象，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． (2)凡是遇到接地问题时，该导体与地球可视为一个导体，而且该导体可视为近端物体，带异种电荷，地球就成为远端导体，带同种电荷． 3．接触起电 (1)定义：一个物体带电时，电荷之间会相互排斥，如果接触另一个导体，电荷会转移到这
电场全章复习课 第1课时 一、教学目标： 1．加深理解电场强度、电势、电势差、电势能、电容等重点概念。 2．在熟练掌握上述概念的基础上，能够分析和解决一些物理问题。 3．通过复习，培养学生归纳知识和进一步运用知识的能力，学习一定的研究问题的科学方法。 二、复习重点：物理概念的深刻含义、对物理概念的综合性运用 三、教学方法：复习提问，讲练结合，学案导学 四、教具：投影片(或小黑板)，学案 五、教学过程 （一）引入新课 1．提问： 静电场一章中的概念有哪些？它们如何表述？它们之间有什么联系？ 2．归纳上述内容．如下表(见投影片)．
适当讲述后，应着重讲清每个概念的物理含义以及概念间的联系和区别． （二）主要教学过程设计 Ⅰ静电场特性的研究． 研究方法(一)．用电场强度E(矢量)． 从力的角度研究电场，电场强度E是电场本身的一种特性，与检验电荷存在与否无关．E 是矢量．要区别公式E=F/q(定义式)、E=kQ/r2(点电荷电场)、E=U/d(匀强电场)的物理意义和适用范围．E既然是矢量，那么如何比较电场中任两点的场强大小和方向呢？ 启发学生用多种方法判断．然后将学生回答内容归纳．可能方法有： (1)判断电场强度大小的方法． ①根据定义式E=F/q； ②点电荷电场，E=kQ/r2； ③匀强电场，场强处处相等，且满足E=U/d； ④电场线密(疏)处场强大(小)． (2)判断电场强度方向的方法． ①正电荷所受电场力的方向即是该点的场强方向； ②电场线上每一点的切线方向即是该点的场强方向； ③电势降低最快的方向就是场强的方向． ★是非题(投影片)(由学生口答并简要说明理由)： (A)若将放在电场中某点的电荷q改为-q，则该点的电场强度大小不变，方向与原来相反．(×) (B)若取走放在电场中某点的电荷，则该点的电场强度变为零．(×) (C)无论什么电场，场强的方向总是由高电势面指向低电势面．(√) (D)已知A、B为某一电场线(直线)上的两点，由此可知，A、B两点的电场强度方向相同，但E A和E B的大小无法比较．(√) (E)沿电场线方向，场强一定越来越小．(×) (F)若电荷q在A处受到的电场力比在B点时大，则A点电场强度比B点的大．(√) (G)电场中某点电场线的方向，就是放在该点的电荷所受电场力的方向．(×) 研究方法（二）：用电势 （标量）．
《电场线》 【教材分析】 《电场线》是人教版物理选修3-1第一章《静电场》第三节“电场强度”的第四部分内容，它并没有独立成节，但是其纵观内容和篇幅以及对后面知识学习的影响，这一节的教学内容是非常重要的，电场线是假象的曲线，它不但能形象地研究电场的各种特性，还给人们研究抽象事物提供的科学方法 【教学目标】 1.知识与技能 （1）了解电场线的定义，知道用电场线可以形象的表示电场的强弱与方向；（2）了解五种特殊电场的电场线分布特征。 2．过程与方法 （1）通过类比思维，构建电场线的意义； （2）观察电场线的模拟实验，构建各种电场的电场线。 3．情感态度价值观 （1）通过对光线的认识，引出电场线的概念，从而激发学生的学习热情； （2）通过具体电场问题的研究，了解电场线在研究电场问题中的意义与作用；
（3）了解电场线也是认识电场的一种科学手段与方 【教具】 感应起电机一个、验电羽两个，两块带有验电羽的绝缘铝板，自制帽子一顶．橡胶板一块。 【教学过程】 （一）复习提问 1、电场强度的定义及其物理意义是什么？ 2、电场强度的决定因素是什么？ 3、及有什么联系与区别？ 4、简述电场强度的叠加原理． （二）引入新课 电场强度能够精确的描述电场，但不够形象直观，电场看不见，摸不着，想个什么样的方法来形象地描述它呢？ 引入磁场线为电场线做铺垫 在初中，同学们学过磁场，磁场也看不见摸不着；当时用什么方法来形象地描述它呢？ 磁感线．
磁感线的疏密程度反映了磁场的强弱，磁感线上一点的切线方向就是这点的磁场方向 用实验模拟磁感线(实验演示) 实验通过小磁针的规则排列间接反应出了磁场的分布是有规律的 为电场规律的研究提供思路 演示实验：保证绝对安全情况下，用静电起电器使一学生带有电荷，并让学生带上一顶带有“金属头发”的帽子 现象：帽子上“头发”很有规律的竖起来 结论：带电的头发在电场力的作用下很有规律地竖起来，间接的反应出电场的分布是有规律的 类比磁场，电场也可以像电场那样用一组线来形象直观的描述，它这就是我们今天要研究的电场线 新课教学 （1）点电荷电场的电场线 画出电荷周围各点的场强矢量
第一章 静电场 一、知识要点 （一）电荷及守恒定律 1. 电荷守恒定律 （1）两种电荷：正电荷和负电荷，任何带电体所带电量是基本电荷的整数倍。 （2）基元电荷C e 19 10 6.11-⨯=，质子和电子所带电量等于一个基本电荷的电量。 （3）电荷守恒定律：一个与外界无电荷交换的系统，电荷的代数和守恒。 2. 库仑定律 （1）内容：在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 （2）公式：2 2 1r Q Q K F =，F 叫库仑力或静电力，也叫电场力。它可以是引力，也可以是斥力，K 叫静电力常量，2 2 9 /109C m N K ⋅⨯=。 （3）适用条件：真空中的点电荷（带电体的线度远小于电荷间的距离r 时，带电体的形状和大小对相互作用力的影响可忽略不计时，可看作是点电荷）。 （二）电场强度 1. 电场 带电体周围存在的一种物质。电场是客观存在的，不以人的意志为转移的，只要电荷存在，在其周围空间就存在电场，电场具有力的性质和能的性质。 2. 电场强度 定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值叫做这一点的电场强度。 公式：q F E /=，E 与q 、F 无关，取决于电场本身，适用于一切电场。 方向：是矢量，规定电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受电场力方向相同。 3. 点电荷Q 在真空中产生的电场 2r Q K E =，K 为静电力常量。 4. 匀强电场 在匀强电场中，场强在数值上等于沿电场方向每单位长度上的电势差，即：d U E /=。 5. 电场叠加 几个电场叠加在同一区域形成的合电场，其场强可用矢量的合成定则（平行四边形定则）进行合成。 6. 电场线 （1）概念：为了形象地描绘电场，人为地在电场中画出的一系列从正电荷出发到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，这些曲线叫电场线。 （2）性质： ① 电场线起始于正电荷（或来自无穷远）终止于负电荷（或伸向无穷远）但不会在没有电荷的地方中断； ② 电场线的疏密情况反映电场的强弱，电场线密的地方，场强大； ③ 电场线上某点的切线方向就是该点的场强方向； ④ 电场线空间中不相交；
教学设计 7静电现象的应用 本节分析 本节是对静电感应的深入研究和具体应用．本节是这一章的难点，内容比较抽象，在生产生活中的涉及面广，但不是学习的重点．应用静电平衡知识，认识导体的电荷分布特点，尖端放电现象，静电屏蔽现象是本节的难点．学好本节的关键是做好静电实验，但静电实验的成功率低，一旦实验失败，将影响到学生的理解．本节也准备了实验的实录，播放录像同样具有说服力，但需要引导学生分析失败的原因． 学情分析 学生在学习本节之前已接触过静电平衡，静电平衡是一个很快的过程，学生可能观察不到明显的现象，所以理论讲解显得尤为重要．更重要的是通过演示，让学生见识这种现象，明白其中的奥妙．本节不是高考内容，但是与生活息息相关．为了更好地提高学生应用能力，建议让学生积极参与实验． 教学目标 ●知识与技能 (1)知道静电感应产生的原因，理解什么是静电平衡状态． (2)理解静电平衡时，净电荷只分布在导体表面且内部电场强度处处为零． (3)知道静电屏蔽及其应用． ●过程与方法 通过观察演示实验及对实验现象的分析，引导学生运用所学知识进行分析推理，培养学生分析推理能力． ●情感、态度与价值观 通过对实验的观察和推理，培养学生科学的研究方法，以及严谨认真的学习态度． 教学重难点 ●重点：静电现象的应用． ●难点：静电感应现象的解释． 教学方法 推理归纳法、问题解决法、实验法．
教学准备 验电器、法拉第圆筒、有绝缘柄的金属球一个、金属网罩、收音机、感应起电机、导线若干等． 教学设计（设计者：孙登照） 教学过程设计 三种情况均带负电 由做热振动的正离子和做无规则热运动的自由电子组成 ：在源电荷的电场中引入金属导体后会对空间各点
第一章静电场 本章优化总结 专题一电场中的平衡问题 1．同号电荷相互排斥，异号电荷相互吸引，库仑力实质上就是电场力，与重力、弹力一样，它也是一种基本力．注意力学规律的应用及受力分析． 2．明确带电粒子在电场中的平衡问题,实际上属于力学平衡问题，其中仅多了一个电场力而已．（多选)（2018·温州高二检测)如图所示，在一电场强度沿纸面方向的匀强电场中，用一绝缘细线系一带电小球,小球的质量为m，电荷量为q．为了保证当细线与竖直方向的夹角为60°时，小球处于平衡状态,则匀强电场的场强大小可能为（) A．错误!B．错误! C．错误!D．错误! [解析］取小球为研究对象，它受到重力mg、细线的拉力F和电场力Eq的作用．因小球处于平衡状态，则它受到的合外力等于零,由平衡条件知,F和Eq的合力与mg是一对平衡力．根据力的平行四边形定则可知，当电场力Eq的方向与细线拉力方向垂直时，电场力为最小，如图所示，则Eq＝mg sin 60°，得最小场强E＝错误!．所以,选项A、C、D正确．
［答案］ACD 错误! 求解这类问题时，需应用有关力的平衡知识，在正确的受力分析的基础上，运用平行四边形定则、三角形定则或建立平面直角坐标系，应用共点力作用下物体的平衡条件，灵活运用方法(如合成分解法、矢量图示法、相似三角形法、整体法等）去解决． 1．如图所示，A、B是两个带等量同种电荷的小球，A固定在竖直放置的10 cm长的绝缘支杆上，B静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A等高，若B的质量为30错误! g，则B 带电荷量是多少?（取g＝10 m/s2) 解析:因为B静止于光滑绝缘的倾角为30°的斜面上且恰与A等高,设A、B之间的水平距离为L,绝缘支杆的长度为h．依据题意可得：tan 30°＝错误!， L＝错误!＝错误! cm＝10错误! cm， 对B进行受力分析如图所示,依据物体平衡条件解得库仑力 F＝mg tan 30°＝30错误!×10－3×10×错误! N＝0．3 N． 依据F＝k错误!得： F＝k错误!． 解得：q＝错误!＝错误!×10错误!×10－2 C＝1．0×10－6 C． 答案:1．0×10－6 C 专题二电场中的动力学问题
第一章静电场 第一节电荷极其守恒定律 1、电荷 自然界中有两种电荷，即正电荷与负电荷。 （1）规定用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为正电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷为负电荷。 （2）电荷及其相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 2、起电的三种方式 （1）摩擦起电 定义：由于不同物质的原子核束缚电子的本领不同。当两个物体互相摩擦时，哪个物体的原子核束缚电子的本领弱，它就容易失去电子而带上正电荷，使跟它相摩擦的物体得到电子而带上等量的负电荷. 起电本质：摩擦起电时，电荷并没有凭空产生，其本质是发生了电子的转移，所以两个互相摩擦的物体一定是同时带上性质不同的电荷，且电荷量相等。 （2）感应起电 静电感应：当一个带点体靠近导体时，由于电荷间相互吸引和排除，导体中的自由电荷便会靠近或远离带电体，使导体中的自由电荷便会靠近或者远离带电体，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同种电荷，这种现象叫做静电感应。 感应起电：利用静电感应使金属体带电的过程。 起电本质：导体中的自由电荷在带电体中用下发生转移。 （3）接触起电 定义：一个不带电的导体跟另一个带电的导体接触后分开，使不带电的导体带上电荷的方式。 起电本质：接触起电的本质是电荷的转移。 电荷量分配：完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总电量平均分配，异种电荷先中和后平均分配。 3、电荷守恒定律 电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变。 另一种表述：电荷守恒定律也常表述为：在与外界没有电荷交换的一个系统内，总电荷量不变(电荷的代数和不变)。 4、元电荷 （1）电荷量：电荷的多少叫做电荷量，符号：q。单位：库仑，符号：C。 （2）元电荷: 电子所带电荷量是带电体的所带电荷量的最小单元，叫做元电荷，用e 表示。 注意：所有带电体的电荷量或者等于e，或者等于e的整数倍。通常情况元电荷e的值可取作：e=1.60×10-19C。 例题1 如图1所示，a，b，c，d为四个带电小球，两球之间的作用
选修3-1物理教案 【篇一：人教版高中物理选修3-1教案】 高一物理选修3-1教案 第一章静电场 1.1电荷及其守恒定律 一、教学三维目标 （一）知识与技能 1．知道两种电荷及其相互作用．知道电量的概念． 2．知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开． 3．知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开． 4．知道电荷守恒定律． 5．知道什么是元电荷． （二）过程与方法 1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷 2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．但对一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和不变。 （三）情感态度与价值观 通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质 二、教学重点：电荷守恒定律 三、教学难点：利用电荷守恒定律分析解决摩擦起电和感应起电的相关问题。 四、教学具体过程： （一）引入新课：新的知识内容，新的学习起点．本章将学习静电学．将从物质的微观的角度认识物体带电的本质，电荷相互作用的基本规律，以及与静止电荷相联系的静电场的基本性质。 【板书】第一章静电场 复习初中知识： 【演示】摩擦过的物体具有了吸引轻小物体的性质，这种现象叫摩擦起电，这样的物体就带了电．
【演示】用丝绸摩擦过的玻璃棒之间相互排斥，用毛皮摩擦过的硬 橡胶棒之间也相互排斥，而玻璃棒和硬橡胶棒之间却相互吸引，所 以自然界存在两种电荷．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．【板书】自然界中的两种电荷 正电荷和负电荷：把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷，把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷，用负数表示． 电荷及其相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引． （二）进行新课：第1节、电荷及其守恒定律 【板书】 一、电荷 1、使物体带点的三种方式 摩擦起电 （1）原子的核式结构及摩擦起电的微观解释 原子：包括原子核（质子和中子）和核外电子 （2）摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同 （3）实质：电子的转移（电子从一个物体转移到另一个物体） （4）结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷 接触带电 （1）接触带电的原因：一个物体带电时，电荷之间会相互排斥， 如果接触另一个导体电 荷会转移到这个导体上，使物体带电 （2）实质：电子的转移（电子从一个物体转移到另一个物体）（3）结果：接触带电两个物体最终的电量分配很复杂，但有一种 情况能确定电荷量的分 配：两个完全相同的导体球相互接触后把剩余电荷量平分 例：1甲、乙两完全相同的金属球分别带+10c和-6c的电荷量，接 触后均带+2c电荷量 2若两球分别带+10c和-10c电荷量，接触后都不带电，这种现象叫 电荷的中和 感应起电 【演示】：把带正电荷的球c移近彼此接触的异体a，b(参见课本 图1.1－1)．可以看到a， b上的金属箔都张开了，表示a，b都带上了电荷．如果先把c移走，a和b上的金属箔就会
选修3-1第一章电场 本章概述 本章是高中物理电磁学的起始章节，可以说本章将学生引入另一个新的学习领域；本 章教学是整个电磁学教学 的基础，对后续的电磁学的教学将产生深远的影响。 本章知识内容共有9节，大致分为三个单元。 第一单元包括第1，2节，既“电荷及其守恒定律”和“库仑定律” ，是本章的基础。 第一单元包括第3、4、5、6节，分别是“电场强度” “电势能和电势” “电势差” “电势 差与电场强度的关系”，是本章的核心内容。 第一单元包括第7、& 9节，既“静电现象的应用” “电容器的电容” “带电粒子在电场 中的用”,是本章的综合应用。 本章的核心内容是电场的概念及描述电场性质的物理量。教材中从电荷在电场中受力入 手，引入电场强度的概念，用来表示电场的强弱。 通过静电力做功与重力做功类比法， 得出 电荷在电场中具有的物理量 ----电势能。 本章的知识特点：（1）新概念多且抽象不易直接感知； （2）综合性强、跨度大；（3）包含有 丰富的物理思维方法。 本章的重点、难点：重点是基本概念、基本原理的理解。 难点是本章知识的跨度与力学 的综合应用。 本章的课标要求： 1. 了解静电现象及其在生活和生产中的应用。用原子结构和电荷守恒的知识分析静电 现象。 2. 知道点电荷，体会科学研究中的理想模型方法。 知道两个点电荷间相互作用的规律。 通过静电力 与万有引力的对比，体会自然规律的多样性与统一性。 3. 了解静电场，初步了解场是物质存在的形式之一。理解电场强度。会用电场线描述 电场。 4. 知道电势能、电势，理解电势差。了解电势差与电场强度的关系。 5. 观察常见电容器的构造，了解电容器的电容。举例说明电容器在技术中的应用。 6. 带电粒子在匀强电场中的运动。 本章的知识版块及知识结构 静电基本现象T 电场力的性质和能的性质T 电场对电场中的物质的作用 作用、电场对导体的作用、电场对电介质的作用 ） 本章知识结构图 学情分析 学生对电场知识类了解 学中实验不全；回忆总结初 识参差不齐；学生正处在形 象思维转变的关键时期，部 抽象思维障碍，尤其是空间 理学中的一些研究方法不了 对电学知识不感兴趣，存恐 教学要求 1.加强演示实验和生活 中的形 象思维支撑，促进学 的知识表象； 2•不失时机地、及时地进行宏 观和微观的联系，突出学生对电荷运动及电相互作用中 的微观机理理解； 3 •强调静电场的概念和研究方法是电磁学的基础，注意物理概念的辨析，防止相似概 念混淆； （电场对电荷的 不多，初中教 中静电学知 象思维向抽 分学生存在 思维障碍；物 解；部分学生 惧感。 经验在教学 生获得正确
第2节库_仑_定_律 1．点电荷是理想模型，当带电体的大小和形状对 所研究问题的影响可以忽略时，带电体可被看 成点电荷。 2．库仑定律表达式为F＝k Q1Q 2 r2 ，此式仅适用于真 空中的点电荷。 3．静电力常量k＝9.0×109N·m2/ C2。 一、探究影响点电荷之间相互作用的因素 1．点电荷 (1)定义：在研究带电体与其他带电体的相互作用时，该带电体的形状、大小及电荷在其上的分布状况均无关紧要，该带电体可以看做一个带电的点，即为点电荷。 (2)点电荷是一种理想化的物理模型。 (3)带电体看成点电荷的条件 如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响很小，就可以忽略形状、大小等次要因素，带电体就能看成点电荷。 2．实验探究 实验 原理 如图所示，F＝mg tan_θ，θ变大，F变大；θ变小，F变小 实验方法(控制变量法) 保持电荷量不变，探究电荷间 作用力与距离的关系保持两带电小球间的距离不变，探究电荷间作用力与电荷量的关系 实验操作改变悬点位置，从而改变小球 间距r，观察夹角θ变化情 况 改变小球带电荷量q，观察夹 角θ变化情况 实验现象 r变大，θ变小 r变小，θ变大q变大，θ变大q变小，θ变小 实验结论电荷之间的相互作用力随电荷量的增大而增大，随它们之间
距离的增大而减小 二、库仑定律 1．内容 真空中两个静止点电荷之间的作用力(斥力或引力)与这两个电荷所带电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线。 2．公式：F ＝k Q 1Q 2 r 2 。 3．静电力常量：k ＝9.0×109 _N·m 2 /C 2 。 4．适用条件：真空中的点电荷，对空气中的点电荷近似适用。 1．自主思考——判一判 (1)点电荷是一个带有电荷的几何点，它是实际带电体的抽象，是一种理想化模型。(√) (2)任何体积很小的带电体都可以看成点电荷。(×) (3)电荷间的相互作用力大小与电荷的正负无关。(√) (4)点电荷就是元电荷。(×) (5)两个带电小球间的库仑力一定能用库仑定律求解。(×) 2．合作探究——议一议 (1)点电荷与元电荷有什么区别？ 提示：①元电荷是一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值，是电荷的最小单元。 ②点电荷只是不考虑带电体的大小和形状，其带电荷量可能很大也可能很小，但一定是元电荷的整数倍。 (2)库仑定律的适用条件是什么？在空气中库仑定律成立吗？ 提示：库仑定律的适用条件是：①真空；②点电荷。 在空气中库仑定律也近似成立。 (3)有人根据F ＝k Q 1Q 2 r 2 推出，当r →0时F →∞，这种分析是否正确？r →0时库仑定律还适用吗？为什么？ 提示：①不正确。 ②当r →0时库仑定律F ＝k Q 1Q 2 r 2 就不适用了。 ③因为当r →0时，两带电体已不能看做点电荷。 库仑定律的理解及应用
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物理选修3-1教案（一） 第一章静电场 电荷及其守恒定律 一、起电方法的实验探究 1.物体有了吸引轻小物体的性质，就说物体带了电或有了电荷。 2．两种电荷 自然界中的电荷有2种，即正电荷和负电荷．如：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是正电荷；用干燥的毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是负电荷．同种电荷相斥，异种电荷相吸．（相互吸引的一定是带异种电荷的物体吗） 不一定，除了带异种电荷的物体相互吸引之外，带电体有吸引轻小物体的性质，这里的“轻小物体”可能不带电． 3．起电的方法 使物体起电的方法有三种：摩擦起电、接触起电、感应起电 ○1摩擦起电：两种不同的物体原子核束缚电子的能力并不相同．两种物体相互摩擦时，束 缚电子能力强的物体就会得到电子而带负电，束缚电子能力弱的物体会失去电子而带正电．（正负电荷的分开与转移） ○2接触起电：带电物体由于缺少(或多余)电子，当带电体与不带电的物体接触时，就会使 不带电的物体上失去电子(或得到电子)，从而使不带电的物体由于缺少(或多余)电子而带正电(负电)．（电荷从一个物体转移到另一个物体） ○3感应起电：当带电体靠近导体时，导体内的自由电子会向靠近或远离带电体的方向移 动．（电荷从物体的一部分转移到另一部分） 三种起电的方式不同，但实质都是发生电子的转移，使多余电子的物体(部分)带负电，使缺少电子的物体(部分)带正电．在电子转移的过程中，电荷的总量保持不变． 二、电荷守恒定律 1、电荷量：电荷的多少。在国际单位制中，它的单位是库仑，符号是C. 2、元电荷：电子和质子所带电荷的绝对值均为×10－19C，所有带电体的电荷量等于e或e 的整数倍。（元电荷就是带电荷量足够小的带电体吗？提示：不是，元电荷是一个抽象的概念，不是指的某一个带电体，它是指电荷的电荷量．另外任何带电体所带电荷量是×10－19C的整数倍．） 3、比荷：粒子的电荷量与粒子质量的比值。 4、电荷守恒定律 表述1：电荷守恒定律：电荷既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中，电荷的总量保持不变。表述2：在一个与外界没有电荷交换的系统内，正、负电荷的代数和保持不变。 例：有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带电荷量为QA＝×10－9 C，QB＝－×10－9 C，让两个绝缘小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？
2库仑定律 知识内容库仑定律 考试要求 必考加试c 课时要求1.了解电荷之间的作用力与电荷量及电荷间距离的关系. 2.了解点电荷的概念，体会科学研究中的理想模型方法. 3.知道库仑定律的内容及适用条件，会用库仑定律进行简单的计算. 4.了解库仑扭秤实验. 一、探究影响电荷间相互作用力的因素 [导学探究]O是一个带正电的物体，把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图1中P1、P2、P3等位置． 图1 (1)保持小球的带电荷量不变，将悬点由P1依次移至P3，小球所受作用力大小如何变化？说明什么？ (2)若保持小球位置不变，增大或减小小球所带的电荷量，小球所受作用力的大小如何变化？说明什么？答案(1)小球受力大小逐渐减小，说明带电体间的作用力随距离的增大而减小． (2)增大小球所带的电荷量，小球受到的作用力增大；减小小球所带的电荷量，小球受到的作用力减小．说明电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大． [知识梳理] 利用如图1所示的装置探究影响电荷间相互作用的因素．O是一个带正电的物体，把系在丝线上的带正电的小球先后挂在图中P1、P2、P3等位置． (1)保持小球的带电荷量不变，将悬点由P1依次移到P3.实验发现小球间的作用力减小，即电荷间的作用力随它们之间距离的增大而减小． (2)保持小球的位置不变，增大小球的带电荷量，实验发现小球间的作用力增大，即电荷间的作用力随电荷量的增大而增大． [即学即用]判断下列说法的正误． (1)探究电荷间的作用力与某一因素的关系时，必须控制其他因素不变．(√)
(2)小球所带电荷量不变时，距离带电物体越远，丝线偏离竖直方向的角度越大．(×) (3)小球处于同一位置时，小球所带的电荷量越大，丝线偏离竖直方向的角度越大．(√) (4)电荷间的作用力随电荷量的增大而增大，随电荷间距离的增大而增大．(×) 二、库仑定律 [导学探究] (1)什么是点电荷？实际带电体看成点电荷的条件是什么？ (2)库仑利用扭秤实验研究电荷间的相互作用，该装置利用什么方法显示力的大小？通过实验，两带电体间的作用力F 与距离r 的关系如何？实验的巧妙体现在何处？ 答案 (1)点电荷是用来代替带电体的点，当带电体的形状、大小及电荷分布对作用力的影响可以忽略时，带电体可以看做点电荷． (2)该装置通过悬丝扭转的角度来比较力的大小，力越大，悬丝扭转的角度越大，力F 与距离r 的二次方成反比：F ∝1 r 2.实验的巧妙之处：①利用悬丝的扭转角度把力放大；②利用相同球体接触平分电荷量解决了 无法测量电荷量的问题． [知识梳理] 1．点电荷 (1)点电荷：当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看做带电的点，叫做点电荷． (2)正确区分点电荷与元电荷： ①元电荷是一个电子或一个质子所带电荷量的数值，是电荷量的最小值，没有正、负之分． ②点电荷只是不考虑大小和形状的带电体，其带电荷量可以很大，也可以很小，但它一定是元电荷的整数倍． 2．库仑定律 (1)内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上． (2)公式：F ＝k q 1q 2 r 2，其中k ＝9.0×109 N·m 2/C 2，叫做静电力常量． (3)适用条件：a.在真空中；b.点电荷． 3．库仑的实验 (1)库仑扭秤实验是通过悬丝扭转角度比较静电力F 大小的．实验结果发现静电力F 与距离r 的二次方成反比． (2)库仑在实验中为研究F 与q 的关系，采用的是用两个完全相同的金属小球接触，电荷量平分的方法，发现F 与q 1和q 2的乘积成正比．
第3节电场强度 1．英国物理学家法拉第提出电场是电荷周围存在的一种特殊物质，它对放入其中的电荷有力的作用。 2．电场强度是矢量，定义式为E ＝F q 。电场中某点的电场强度的方向规定为正电荷在该点所受的静电力的方向。 3．电场线是为了形象描述电场而引入的假想线，是由法拉第首先提出的。其疏密程度表示电场的强弱，其每点的切线方向表示该点的电场强度方向。 4．匀强电场中各点电场强度的大小相等、方向相同，其电场线是间隔相等的平行直线。 一、电场 电场强度 1．电场 在电荷的周围存在着由它产生的电场，它能够传递电荷间的相互作用，其中静止电荷产生的电场叫静电场。 (1)电场和磁场统称为电磁场，电磁场是一种客观存在的特殊物质，也有能量、动量。 (2)电荷之间的库仑力是通过电场发生的。 (3)电场的基本性质就是对放入其中的电荷有力的作用。 2．试探电荷与场源电荷 (1)试探电荷：如图131所示，带电小球q 是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的，称为试探电荷，或检验电荷。 图131
(2)场源电荷：被检验的电场 是电荷Q 所激发的，电荷Q 称为场源电荷，或源电荷。 3．电场强度 (1)定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力F 跟它的电荷量q 的比值，叫做该点的电场强度。 (2)定义式：E ＝F q 。 (3)单位：牛/库(N/C)，伏/米(V/m)。1 N/C ＝1 V/m 。 (4)方向：电场强度是矢量，电场中某点的电场强度的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同。 (5)物理意义：电场强度是描述电场的力的性质的物理量，与试探电荷受到的静电力大小无关。 二、点电荷的电场 电场强度的叠加 1．点电荷的电场 如图132所示，场源电荷Q 与试探电荷q 相距为r ，则它们的库仑力F ＝k Qq r 2＝qk Q r 2，所以电荷q 处的电场强度E ＝F q ＝k Q r 2。 图132 (1)公式：E ＝k Q r 2。 (2)方向：若Q 为正电荷，电场强度方向沿Q 和该点的连线背离Q ；若Q 为负电荷，电场强度方向沿Q 和该点的连线指向Q 。 2．电场强度的叠加 (1)电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。这种关系叫做电场强度的叠加。 例如，图133中P 点的电场强度，等于电荷＋Q 1在该点产生的电场强度E 1与电荷－Q 2 在该点产生的电场强度E 2的矢量和。 图133 (2)如图134所示，均匀带电球体(或球壳)外某点的电场强度：E ＝k Q r 2，式中r 是球
友好三中物理学科学案选修3—1 第一章静电场 1.1电荷及其守恒定律 主备人：蒋长柱备课时间：2012 - - 使用时间：2012 - - 学习目标： （一）知识与技能 1．知道摩擦起电、静电感应现象，知道起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开． 2．知道电荷守恒定律、知道什么是元电荷． （二）过程与方法通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．但对一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和不变。 （三）情感态度与价值观通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质重点：电荷守恒定律 难点：利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。学法指导：新的知识电的质子和不带电的组成， 电子带电， 2.起电方式：使物体带电的方式有、和。 （1）摩擦起电： 原因：两种不同的物质 1 耐心专心细心 友好三中物理学科学案选修3—1 第一章静电场实质：电子从一个物体到另一个物体 结果：得到电子的物体带电，失去电子的物体带电 （2）感应起电 1静电感应：当一个带电体靠近导体时，导体中的自由电荷发生移动，靠近带电体的一端○ 带，远离带电体的一端带，这种现象叫静电感应。 2感应起电：利用使金属带电的过程。○ 3起电步骤：○ a.如图所示：C带正电，使带电体C靠近相互接触的两个导体A和B。 b.保持C不动，用绝缘工具分开A和B c.移走C，那么A带电，B带 4 静电感应的原因：○ 二、电荷守恒定律： 表述一： 表述二： 三、电荷量与元电荷 （1）电荷量：叫电荷量，符号：其国际制单位中是，
用表示 （2）元电荷：最小的电荷量叫元电荷，用e表示，e= C. 注意：所有带电体的电荷量或者等于e，或者等于e的整数倍。就是说，电荷量是不能连续变化的物理量。 （3）电子的比荷：电子的与之比。e me 1.761011C/㎏ 2 耐心专心细心 友好三中物理学科学案选修3—1 第一章静电场达标检测： 1、下列说法正确的是[ ] A.摩擦起电和静电感应都是使物体的正负电荷分开，而总电荷量并未变化 B.用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电，是摩擦过程中硬橡胶棒上的正电荷转移到了毛皮上 C.用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷是摩擦过程中玻璃棒得到了正电荷 D.物体不带电，表明物体中没有电荷 2、关于元电荷的理解，下列说法正确的是：[ ] A．元电荷就是电子B．元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量C．元电荷就是质子D．物体所带的电量只能是元电荷的整数倍 3、5个元电荷的电量是________，16 C电量等于________元电荷． 4、带电微粒所带电量不可能是下列值中的[ ] A. 2.4×10C B. -6.4×10C C. -1.6×10C D.4 .0×10C 5、导体A带5q的正电荷，另一个完全相同的导体B带q的负电荷，将两导体接触一会后再分开，则B导体的带电量为[ ] A.-q B.q C.2q D.4q 6、有三个相同的金属小球A、B、C,其中小球A带有2.0×10-5C的正电荷,小球 B、C不带电,现在让小球C先与球A接触后取走,再让小球B与球A接触后分开,最后让小球B与小球C接触后分开,最终三球的带电量分别为qABC7、如图所示，不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔。当枕形导体A端靠近一带电导体C时[ ] A. A端金箔张开，B端金箔闭合 B. 用手触摸枕形导体时，A端金箔仍张开，B端金箔闭合 C. 用手触摸枕形导体后，将手和C先后移走，两对金箔均张卡 D. 选项A中两对金箔分别带异种电荷，选项C中两对金箔带同种电荷。 8、已知验电器带负电，把带负电的物体移近它，并用手指与验电器上的小球接触一下，然后移去带电体，这验电器将[ ] A.带正电 B.带负电 C.中性 D.以上三种都有可能