高中物理新课标版人教版选修3-1精品课件：1.0《静电电场》(PPT课件可编辑)

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课时作业（七）
3．额定电压和击穿电压 (1)额定电压：电容器能够正常工作时的电压． (2)击穿电压：电介质被击穿时加在电容器两极板上的极限 电压，若电压超过这一限度，则电容器就会被损坏．
物理 选修3-1
第一章 静电场
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课时作业（七）
【思一思·判一判】 (1)任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容 器，跟这两个导体是否带电无关．(√) (2)电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数 和．(×) (3)电容器的电容与电容器所带电荷量成反比．(×) (4)放电后的电容器电荷量为零，电容也为零．(×) (5)其他条件不变时，平行板电容器的电容随极板正对面积 的增大而增大．(√) (6)其他条件不变时，平行板电容器的电容随极板间距离的 增大而增大．(×
物理 选修3-1
第一章 静电场
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8．电容器的电容
物理 选修3-1
第一章 静电场
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第一章 静电场
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课时作业（七）
电容器 1．构造 彼此绝缘而又相距很近的两个_导__体__，就构成一个电容器． 2．充、放电过程 (1)充电：把电容器的两个极板与电源的正负极相连，使两 个极板上带上_等__量__异__种__电__荷_____的过程(如图甲所示)． (2)放电：用导线把充电后的电容器的两个极板接通，两个 极板上的_异__种__电__荷____，就会_中__和____，电容器失去电荷的过程 (如图乙所示)．

1.静电感应：处于电场中的导体，由于电场力 的作用， 电荷出现 重新分布 的现象。 2．静电平衡 (1)定义：导体中 (包括表面上 )没有电荷 定向移动 的状 态。
(2)特征 ①处于静电平衡状态的导体，内部的场强 处处为零 。 ②处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的 场强方向必跟该点的表面 垂直 。 ③处于静电平衡状态的整个导体是个 等势体 ， 导体的表 面为 等势面 。
第一章
静 电 场
第七节
静电现象的应用
学习目标定位
※ 理解静电平衡状态及特点 ※ 掌握静电平衡时导体上电荷的分布特点 ※ 了解生活中的静电现象及应用
课堂情景切入
在带电的鸟笼里，鸟儿为什么仍能安全无恙？ 运输汽油等易燃易爆物品的车辆总有一条铁链拖在地面， 这又是为什么呢？
知识自主梳理
静电平衡状态
B．①③④ D．②③④
答案：C
解析：室内要保持一定的湿度，室内要勤拖地、勤洒些 水；要勤洗澡、勤换衣服，以消除人体表面积聚的静电荷。 对于老年人，应选择柔软、光滑的棉纺织衣物，尽量不穿化 纤类衣物，以使静电的危害减少到最低限度；尽量避免使用 化纤地毯和以塑料为表面材料的家具，以防止摩擦起电。
静电屏蔽现象的分析
考点题型设计
静电现象
在天气干燥时用塑料梳子梳头发，梳子会吸引头发， 有时还会听到响声。脱下尼龙衣服时，有时会听到响声，在 黑暗中还能看到火花。这是什么现象，是怎样产生的？
解析：这是一种常见的静电现象，是由于摩擦产生的， 当电荷积累相当多时，带电物体之间会产生火花放电，我们 就会看到火花，听到响声。
知识体系构建
重点难点突破
一、静电平衡 1．静电平衡状态：导体中(包括表面)没有电荷定向移动 的状态 导体内部场强处处为零 导体表面场强垂直表面 2．特点： 导体为等势体，表面为等势面 孤立带电体净电荷只分布在外表面

练习：图中带箭头的直线是某一电场中的一 条电场线，在这条直线上有a、b两点，用Ea、 Eb表示a、b两处的场强大小，则（ ） A、 a、b两点场强方向相同 B、电场线从a指向b，所以Ea ＞ Eb C、电场线是直线，所以Ea = Eb D、不知附近的电场线分布， Ea、Eb的大小 不能确定
ab
练习：图中实线是匀强电场的电场线，虚线是某一 带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨 迹上两点，若带电粒子在运动中只受电场力作用， 则由此图可做出正确判断的是（ ）
a.定义：（比值法定义）
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该点的电场强度， 简称场强，用E表示检。验电荷所受电场力
b.表达式： E =
F q
（定义式检，验适电用荷于的任电意荷电量场）
c.单位：N/C
v/m
d.场强的矢量性：
物理学中规定，电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点 所受的静电力的方向相同．
5、电场线实际不存在，使人们假想的。 6、电场线不是粒子的运动轨迹。
几种典型电场线
1、孤立正点电荷
2、孤立负点电荷
3、等量同号点电荷
4、等量异号点电荷
5、匀强电场
如果电场中各点场强大小相等、方向相同， 这个电场叫做匀强电场。
匀强电场的电场线： 平行等间距的直线
6、点电荷与带点平板
1、正点电荷 3、等量同号点电荷 5、匀强电场 2、负点电荷 4、等量异号点电荷 6、点电荷与带点平板
所受的电场力的方向相同 B、电场中某点的场强方向与正电荷在这一点所
受的电场力的方向相同 C、电场中某点的场强方向与放在这一点的电荷
的种类有关 D、电场中某点的场强方向与在这一点放不放入

可能质量不同，因而它们在电场中的加速 度可以互不相同，这是静电场与重力场的 重要区别。
示波管的原理
1.有一种电子仪器叫示波器，可以用来观察 电信号随时间变化的情况。
2.示波器的核心部件是示波管，如图所示是 它的原理图。它由电子枪、偏转电极和荧 光 屏组成，管内抽成真空。电子枪的作用 是产生高速飞行的一束电子，前面例题1实 际上讲的就是电子枪的原理。
8.示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、 偏转电极和荧光屏组成，如图所示，如果在荧 光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（ A ）
A．极板x应带正电，极板y应带正电 B．极板x′应带正电，极板y应带正电 C．极板x应带正电，极板y′应带正电 D．极板x′应带正电，极板y′应带正电
9.示波管内部结构如图所示，如果在电极YY′之 间加上图(a)所示的电压，在XX′之间加上图(b) 所示电压，荧光屏上会出现的波形是（ C ）
其中t为飞行2 时间。由于电子在平行于板面的方 向不受力，所以在这个方向做匀速运动，由
l ＝ v0t 可求得：t=l/v0 代入数据得：y=0.36cm 即电子射出时沿垂直于板面的方向偏离 0.36 cm。
（2）偏转角度θ如图所示，由于电子在平行 于板面的方向不受力，
它离开电场时，这个方
向的分速度仍是v0， 而垂 直于板面的分速度是
5.现代实验测出的电子电荷量是 e＝1.60×10-19C
【课堂训练】
1.如图所示装置，从A板释放的一个无初速电子 向B板方向运动，下列对电子的描述中正确的是 （ ABD） A.电子到达B板时动能是eU B.从B板到C板时动能变化为零 C.电子到达D板时动能是3eU D.电子在A板和D板之间往复运动
10.图(a)为示波管的原理图。如果在电极YY ′之 间所加的电压图按图(b)所示的规律变化，在电 极XX′之间所加的电压按图(c)所示的规律变化， 则在荧光屏上会看到的图形是（ B ）

解：(1)方法一：先求电势差的绝对值，再判断正、负． |UAB|＝|W|qA|B|＝63× ×1100－ －46 V＝200 V 因负电荷从 A 移到 B 克服电场力做功，必是从高电势点移 到低电势点，即 φA>φB，UAB＝200 V. |UBC|＝|W|qB|C|＝39××1100－－64 V＝300 V 因电荷从 B 移到 C 电场力做正功，必是从低电势点移到高 电势点，即 φB<φC，UBC＝－300 V. UCA＝UCB＋UBA＝－UBC＋(－UAB) ＝300 V－200 V＝100 V.
3．静电力做的功与电势差的关系：WAB＝EpA －WAEBpB＝qφA－ qφB＝q(φA －φB)，即 WAB＝____q_U_A_B 或UAB ＝______q____.
4．(双选)关于电势差和电场力做功的说法中，正确的是 ( BD )
A．电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电 荷的电量决定
思维总结： (1)两种求电势差的方法各有利弊：取绝对值 的方法，判断正负较为烦琐，但对公式的记忆却较为容易，只 要在公式中代入各量的绝对值计算即可；而取代数值的方法， 需先根据各量的性质、特点对它的正、负作出判断，然后代入 公式直接计算即可．
(2)对电势差要注意角标的排序，如：UAB ＝－UBA，UAB ＋ UBC＋UCD＝UAD.
【触类旁通】 2．如图 1－5－2 所示，在同一条电场线上有 A、B、C 三 点，将 q＝－6×10－6 C 的点电荷由 A 点移到 B 点，电场力做什 么功？做多少功？电势能变化了多少？再将该电荷由 B 点移到 C 点，电场力做什么功？做多少功？电势能变化了多少？
图 1－5－2
解：(1)由 A 点移到 B 点时，UAB＝ φA－φB＝5 V

势能全部转化为电子的动能，所以
解出速度v并把数值代入，得:
问题与练习
真空中有一对平行金属板，相距6.2cm，两板电势差为90V。二价的氧 离子由静止开始加速，从一个极板到达另一个极板时，动能是多大？这 个问题有几种解法？哪种解法比较简便?
解法一：∆Ek=qU=2.9×
J
解法二：E= ，W=qEd=2.9×
带电粒子在电场中的运动
教学目标
学习运用静电力、电场强度等概念研究带电粒子在电场 中运动时的加速度、速度和位移等物理量的变化。 学习运用静电力做功、电势、电势差，等势面等概念研 究带电粒子在电场中运动时的能量转化。 了解示波器的工作原理，体会静电场知识对科学技术的影响。
教学重点 带电粒子在匀强电场中的运动规律。
②能量的观点来求
由动能定理：
-0
粒子加速后的速度只与加速电压有关。
带电粒子的加速
上述问题中，两块金属板是平行的，两板间的电场是匀强电场。如果两极板 是其他形状，中间的电场不再均匀，以上两种解法是否仍然适用？为什么？ 方法①不再适用 由于电场力做功与场强是否是均匀的无关，与运动路径也无关，故方法②仍 然适用。
电子沿X方向向外偏移。
人教版高中物理选修3-1 1.9带电粒子在电场中的运动(共46 张PPT)
人教版高中物理选修3-1 1.9带电粒子在电场中的运动(共46 张PPT)
示波器的原理
2.1.如果在电极XX ’之间不加电压，而在电极YY ’之间所加的电压按如 下左图所示的规律随时间变化，在荧光屏上会看到什么图形？
电子沿Y方向向下偏移。
人教版高中物理选修3-1 1.9带电粒子在电场中的运动(共46 张PPT)
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工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
A．把C移近导体A时，A、B上的金属箔片都张开 B．把C移近导体A，先把A、B分开，然后移去C，A、B上 的金属箔片仍张开 C．先把 C 移走，再把 A、 B分开， A、 B上的金属箔片仍张 开
D．先把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、B接触，A
栏目导引
如果A、B是两个完全相同的带有绝缘支柱的导体球， 那么怎样才能使A、B带上等量的同种电荷或异种电荷？ 思路图解： 接触带电能使A、B带上等量的同种电荷．
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
感应起电能使A、B带上等量的异种电荷．
解析：
要使 A、B 带等量的同种电荷，首先让 A、B
QA＋QB 6.4×10 9－3.2×10 Q′A＝Q′B＝ ＝ 2 2
－
－9
C
＝1.6×10－9 C
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
在接触过程中，电子由 B 球转移到 A 球，将自身电荷中和 后，继续转移，使 B 球带 Q′B 的正电，这样，共转移的电荷量为 ΔQ＝|QB|＋Q′B＝3.2×10－9 C＋1.6×10－9 C＝4.8×10－9 C
栏目导引
二、电荷守恒定律 1．第一种表述 电荷既不能 创生 ，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，在转移的
过程中，电荷的 总量 保持不变，这个结论叫做电荷守恒定律．
工具
人教版物理选修3-1 第一章 静电场
栏目导引
2．第二种表述 一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的 持不变． 三、元电荷 代数和 保
1．电荷量：它表示电荷的多少，其国际制单位是 库仑 ，简

Q不变
C
S
4 kd
E不变
十、带电粒子在电场中的运动 ：
1、匀变速直线运动：
① 牛顿运动定律
Eq ma
mV
2 t
② 动能定理
1 2

1 2
mV
2 0
qU
2、辐射电场中的匀速圆周运动： k
Qq r
2
m
V r
2
3、匀强电场中的圆周运动（考虑重力）
◆例：单摆（带电小球与绝缘绳）
B
电场力与重力垂直——竖直面变速圆周运动 等效“重力”： G
y L
2
qU
0

1 2
mV
2 0
Y

U U0
tan
L 2d

U U0
4d
④ 粒子穿出电场后匀速运动打在屏幕上
Y y L tan
第三四章
电流
一、
电流
I q t
1、电流的形成： 电荷的定向移动 2、电流（强度）定义：
3、电流（微观）决定式：
I n eS V 定
U R
R1 V
R2
R3
R1
R2
R3
V
A
R1
R2 V A
R3
R1 R2 A R3 R2 R3
R1
四、 电功与电功率
1、电功：W qU UIt Pt
◆单位：焦耳（J）、度→千瓦时（瓩时)(KWh)
1度=1000W· 3600S=3.6×106J
2、电功率： P
3、效率：


W t
UI
有用 总
并联电路总电阻小于任一支路电阻 ②、不论串并联，任一电阻变大（变小），总电阻一定变大（变小）

一，人体应尽量降低自己，以免作为凸出尖 端而被闪电直接击中，所以：
•人长得高还是一件非常痛苦的事情．
二，人体与地面的接触面要尽量缩小以防止因“跨 步电压”造成伤害．所谓跨步电压是雷击点附近， 两点间很大的电势差，如若人的两脚分得很开，分 别接触相距远的两点，则两脚间形成较大的电位差， 有强电流通过人体使人受伤害，所以：
•做女人好，穿高跟鞋更好~~
思考：小鸟停在单根高压线上 为什么电不死?
解析：
闪电防护
• 三，不可到孤立大树下和无避雷装置 的高大建筑体附近，不可手持金属体 高举头顶．
• 四，不要进入水中，因水体导电好， 易遭雷击．
• 总之，应当到较低处，双脚合拢地站 立或蹲下，以减少遭遇雷的机会．
四，静电屏蔽
由于静电感应，可使金属 网罩或金属壳内的场强为 零，相当于遮挡了外界电 场对它内部的影响，这种 现象叫做静电屏蔽。
二，导体上电荷的分布 实验1：研究空腔导体内外表面的电荷
现象: •甲:A的箔片张角逐渐增大
•乙:A的箔片始终没有张开
结论1:•导体内部没有电荷,电荷分布在导体
的外表面
为什么？
二，导体上电荷的分布
实验2：法拉第圆筒实验
结论2:导体表面越尖锐的位置电荷越密集,凹 陷的位置几乎没有电荷
三，尖端放电
导体尖端的电荷密度很大，附近的电场 特别强，它会导致一个重要的后果，就是尖端 放电。
到力架 一的式 定同结钢 的时构筋 屏也提混 蔽对高凝 作信抗土 用号震的 。起能框
小结
• 1 . 什么是静电平衡状态 • 2 . 静电平衡状态下导体的特点 • 3 . 静电平衡时,导体上电荷分布特
点 • 4 . 静电屏蔽现象及应用
轻松练习

B．带电现象的本质是电子的转移，中性物体得到多余电子就 一定带负电，失去电子就一定带正电
C．工人在高压作业时穿的工作服中间夹有一层细金属丝编织 的网，是为了使人体所在空间保持电势为零
D．避雷针是通过尖端放电中和了云层中的电荷是利用了尖端 放电原理
3.如图所示，一个枕形导体AB原来不带电，将它放在一个负 点电荷的电场中，点电荷的电荷量为Q，与AB中心O点的距 离为R。由于静电感应，在导体A、B两端分别出现感应电荷。 当达到静电平衡时，（ ）
5.静电屏蔽应用： ①电学仪器和电子设备外面套有金属罩 ②野外高压线上方还有两条导线与大地相连，形成稀疏的金 属“网”，都是利用静电屏蔽现象清除外电场的影响。 ③通信电缆版面包一层铅皮 ④高压带电作业人员穿金属网衣 ⑤通讯工具在钢筋结构房屋中接收信号弱
6.两种典型的静电屏蔽现象 ①外屏蔽：如图所示，空腔导体内部电场强 度处处为零。外部电场对内部仪器没有影响。 ②全屏蔽：如图所示，如果空腔导体接地，即使内部有带电体 存在，这时内表面感应的电荷与带电体所带的电荷的代数和为 零，而外表面产生的感应电荷通过接地线流 入大地。外界对壳内无法影响，内部带电体 对外界的影响也随之而消除，所以这种屏蔽 叫做全屏蔽。
2.那些电离的电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于 被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷中和，相当于导体从尖 端失去电荷，这个现象叫做尖端放电。
3.避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。 它是一个或几个尖锐的金属棒，安装在建筑物 的顶端，用粗导线与埋在地下的金属板连接， 保持与大地的良好接触。 4.尖端放电会导致高压设备上电能的损失，所以高压设备 中导体的表面应该尽量光滑。夜间高压线周围有时会出现 一层绿色光晕，俗称法中正确的是（
）
A．干燥天气里脱化纤衣物时常常会看到火花，听到劈啪声