高中物理《静电场》课件

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2024全新高中物理《静电场》ppt课件

03 导体表面电荷分布
在静电平衡状态下，导体表面电荷分布是不均匀的，电荷密度与表面曲率有关，曲率越大的地方电荷密度越大。
绝缘体在静电场中表现
01
不导电性
绝缘体内部几乎没有自由电子，因此在静电场作用下，不会像导体那样
出现明显的电荷重新分布。
02 03
极化现象
虽然绝缘体内部没有自由电子，但在强电场作用下，其内部的束缚电荷可能会发生微小位移，导致绝缘体两端出现微弱的异种电荷，这种现象称为极化。
击穿现象
当静电场强度超过一定限度时，绝缘体会被击穿，变成导体，此时会出现明显的电流和电荷重新分布。
导体和绝缘体之间相互作用
静电感应起电
当一个带电体靠近一个中性导体时，由于静电感应现象，导体会出现异种电荷，这种现象称为静电感应起电。
接触起电
静电屏蔽
在某些情况下，绝缘体可以起到静电屏蔽的作用。例如，将一个带电体放入一个空腔的绝缘体内部，外部将不会受到内部带电体的影响。
当两个不同电势的导体相互接触时，会发生电荷转移，使得两个导体达到相同的电势，这种现象称为接触起电。
接地金属物体上感应起电现象
接地金属物体的性质
接地金属物体是指与大地相连的金属物体。由于大地是一个巨大的导体，因此接地金属物体具有与大地相同的电势。
感应起电现象
当带电体靠近接地金属物体时，由于静电感应现象，接地金属物体会出现异种电荷。此时如果将接地金属物体与带电体接触再分离，接地金属物体就会带上与带电体相反的电荷。
静电除尘技术原理及实践应用
原理
利用高压静电场使气体电离，尘粒与负离子结合带上负电后，趋向阳极表面放电而沉积。
实践应用
工业废气处理、空气净化等领域，可去除微小颗粒，净化效率高。

高中物理第1章静电场4电势能和电势课件新人教版

3．判断电势能大小的方法 (1)做功判定法：无论是哪种电荷，只要是电场力做了正功，电荷的电势能一定是减少的；只要是电场力做了负功(克服电场力做功)，电势能一定是增加的． (2)电场线法：正电荷顺着电场线的方向移动，电势能一定减少，逆着电场线的方向移动，电势能一定增加；负电荷顺着电场线的方向移动，电势能一定增加，逆着电场线的方向移动，电势能一定减少． (3)电性判定法：同种电荷相距越近，电势能越大，相距越远，电势能越小；异种电荷相距越近，电势能越小，相距越远，电势能越大．
[先填空] 1．静电力做功的特点 (1)特点：在静电场中移动电荷时，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． (2)在匀强电场中电场力做功W＝qE·Lcos θ，其中θ为电场力与位移间夹角．
2．电势能 (1)概念：电荷在静电场中具有的势能．用Ep表示． (2)静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的减少量， WAB＝ EpA－Ep.B 电场力做正功，电势能_减___少___；电场力做负功，电势能__增__加___.
【导学号：08160026】
B．W1＝W2＝W3
C．W2>W3>W1
D．因不知道＋q的具体数值，故无法做出判断
图1-4-2
【解析】因为电场力做功只与初末位置有关，而与电荷的运动路径无关，故沿三条路径由A移动到D的过程中，电场力做功相等，选项B正确．
【答案】 B
2．(多选)(2016·宜宾高二检测)如图1-4-3所示，A、B是同一条电场线上的两点，下列说法正确的是( )
对应力做做功多少只与始、末位置有关，与经过的路径无关，且功特点的减少量
1．如图1-4-2所示是以＋Q为圆心的一组同心圆(虚

第02章静电场(1)优秀课件

静电场特性的进一步认识：
（1）高斯定律中的电量 q 应理解为封闭面 S 所包围的全部正负电荷的总和。（2）静电场的电场线是不可能闭合的，而且也不可能相交。
（3）任意两点之间电场强度 E 的线积分与路径无关。真空中的静电场和重力场一样，它是一种保守场。
（4）已知电荷分布的情况下，可以利用高斯定理计算电场强度，或者可以通过电位求出电场强度，或者直接根据电荷分布计算电场强度等三种计算静电场的方法。
按照国家标准，电位以小写希腊字母表示，上式应写为
E
将电位表达式代入，求得电场强度与电荷密度的关系为
E(r) V
4π(r0)r(rrr3)dV
若电荷分布在一个有限的表面上，或者分布在一个有限的线段内，那么
可以类推获知此时电位及电场强度与电荷的面密度 S 及线密度l 的关系分别
为
(r)4π10
S(r)dS
自由空间中静电场的电场强度的环量处处为零，因此其电场线是不可能闭合的，否则沿一条闭合电场线的电场强度的线积分会因电场强度E与线元dl的方向处处一致而使环量不为零。由此可以证明，任意两点之间电场强度的线积分与路径无关。
自由空间中的静电场是保守场。
例1 计算点电荷的电场强度。
点电荷就是指体积为零，但具有一定电量的电荷。由于点电荷的结构具有球对称特点，因此若点电荷位于球坐标的原点，它产生的电场强度一定与球坐标的方位角及无关。
(r) q 4π0r
求得电场强度 E 为
E 4 π q 0 1 r 4 π q 0 r 2e r 4 π q r 0 r 3
若直接根据电场强度公式（2-2-14），同样求得电场强度E为
EV 4π (r0 )re2 rdV4πq0r2er

物理选修1静电场ppt

F k q1q2 r2
计算时，若电荷是负电荷只需它的绝对值代入
方向：在两电荷的连线上,同种电荷相互排斥, 异种电荷相互吸引.
元电荷是指所带的电量e=1.60×10－19C的电荷。
点电荷是指不考虑形状和大小的带电体。
检验电荷是指电量很小的点电荷，当它放入电场后
不会影响该电场的性质。点电荷和检验电荷属理想模型。
E kq 2 3a / 3
6kq EO a2
A EB
O
B
EC
C
EA
2、电场线的性质及作用
• 判断场强的大小与方向 • 判断电荷在电场的受力方向 • 判断电势的高低 • 判断在电场中移动电荷做功的正负 • 判断电荷电势能的大小 • 解释静电感应现象
• 2、将一个-7.0μC的电荷从无限远处移到图示电场中的A点时，电荷的电势能为-140μJ，问此过程中静电力做功是多少？
电场力 E Eq(任何电) F k q1q2 (真空中的点电荷）
r2
电势能 EPA WA q 电场力做功
WAB qU AB q(A B ) EPA EPB
WAB qEl cos（匀强电场） WAB EKB EKA (仅电场力做功)
电场中的导体：静电感应静电平衡
电容器：电容 CQ
• 3、甲是等量异号电荷的电场线分布图，乙是等量同号点电荷的电场线分布图。AOB是两点电荷的连线的垂直平分线，O是连线中点。
（1）在甲图中，把单位正试探电荷从O点沿OA移动到无限远处，静电力是否做功？电势能是否变化？怎样变化？（2）在乙图中，把单位正试探电荷从O点沿OA移动到无限远处，静电力是否做功？电势能是否变化？怎样变化？
带正电的物体失去电子；带负电的物体得到电子。结果——两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷。

高中物理课件-静电场

8、如图所示，有一电量为e的电子经电压U0加速后，进入两块间距为d，电压为U的平行金属板间，若电子从两板正中间射入，且
正好能穿出电场，求：
（1）金属板的长度；（2）电子穿出电场时的动能．
6、如图所示，在距地面一定高度的位置以初速度v0向右水平抛出一个质量为m、电荷量为q的带负电小球，小球的落地点与抛出点之间有一段相应的水平距离（水平射程）．若在空间上加一竖直方向的匀强电场，使小球的水平射程变为原来的一半，求此电场的场强大小和方向．
7、如图所示，电荷量为e，质量为m的电子从A点沿与电场垂直的方向进入匀强电场，初速度为v0，当它通过电场中B点时，速度与场强方向成150°角，不计电子的重力，求A、B两点间的电势差．
2、如图所示，虚线a、b、c分别代表电场中的三条等势线，相邻两等势线之间的电势的差值相等，实线为一带正电的微粒仅在电场力作用下通过该区域时的轨迹，P、 Q是这条轨迹上的两点，则下列判断中正确的是（） A. P点的电势高于Q点的电势 B. 带电微粒通过P点时的加速度较大 C. 带电微粒通过P点时动能较大 D. 带电微粒在P点时的电势能较大
4、如图所示，电场中的一条电场线与x轴重合，电场线上各点的电势如图．用EA、EB分别表示电场线上AB两点的场强大小，下列说法正确的是（） A．EA＜EB B．EA＞EB C．EA与EB方向相同 D．EA与EB方向相反
5、为了使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速由A点运动到B点，必须对该电荷施加一个恒力F．如图所示，若AB=0.5m，θ=37°，q=﹣3.0×10﹣7C， F=1.5×10﹣4N，A点的电势φA=100V（不计电荷所受的重力），求（1）场强大小方向；（2）A点B点电势高低；（3）从A到B过程中电场力做功多少. （4）B点的电势大小．.

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等量同种和等量异种电荷电场的叠加问题是命题的热点问题
◎组织学生讨论课本中的【说一说】，由学生讨论后归纳：
（1）关于静电平衡：导体不再有电荷的定向运动
（2）静电平衡后导体内部电场的特点：
①处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零（注意：这时的场强是合场强，即外电场和感应电场的叠加）
②处于静电平衡状态的导体，电荷只分布在导体的外表面上
b:检查强度的方法：用同一检验电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小不同，用来表示电场的强弱和方向的不同．
c:电场强度的定义：虽然可用同一检验电荷q在电场中各点所受电场力F的大小来比较各点的电场强弱，但是电场力F的大小还和电荷q的电量有关，所以不能直接用电场力的大小表电场的强弱．实验表明：在电场中的同一点，电场力F与电荷电量q成正比，比值F/q由电荷q在电场中的位置所决定，跟电荷电量无关，是反映电场性质的物理量，所以我们用这个比值 F/q来表示电场的强弱．
问题与练习
本题再一次用到对称的研究方法
第三节、电场电场强度
教学目标
（一）知识与技能
1．知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊物质形态．
2．理解电场强度的概念及其定义式，会根据电场强度的定义式进行有关的计算，知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的．
3．能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算．
1、问题的提出：
依据实验现象猜想：力的大小与什么因素有关，会不会与万有引
力的大小具有相似的形式呢？即
F
k
q1q2 r2
2、库仑扭秤实验
1、思想方法___控制变量法、对称法
2、保持两个小球带电荷量不变，改变距离，探究发现力的大小跟它们的距离的二次方成反比．
3、保持两个小球距离不变，改变电荷量，探究发现力的大小跟两个点电荷的电荷量的乘积成正比
电势.电势差.等势面
电场强度.电场线
电势能
电场
库仑定律
电场力
学习方法
一. 知识的类比：
定义式
决定式
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电场强度
F/q
（点电荷） …
电势
E/q
（点电荷） …
电容
Q/U
（平行板电容器） …
二.方法的迁移
1.带电粒子在电场中的偏转----类平抛运动
2.将电场问题看作只是增加了电场力的力学问题,前面学习的物理规律(如:平衡条件.牛顿运动定律.动能定理等)均可在此使用.
3．知道电荷守恒定律．
4．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。掌握起电的方法。
（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：电场强度的概念及其定义式
难点：对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算
一、电场的存在
a:力的作用媒介：电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质——电场发生的，电荷的周围都存在电场.
c:电场的物质性是客观存在的，具有物质的基本属性 ——质量和能量。它不同于生活中常见的物质，看不见，摸不着，无法称量，可以叠加.
b:电场的基本特征： ①引入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用。 ③当带电体在电场中移动时，电场力将对带电体做功，这表示电场具有能量. 可见，电场具有力和能的特征
静电场：静止电荷产生的电场
二、电场强度
a:电场强度概念的提出：同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小一般不同，因此电场具有方向性以及各点强弱的不同，引出电场强度的概念来描述电场这种性质的不同。
静电感应：把电荷移近不带电的异体，可以使导体带电的现象。利用静电感应使物体带电，叫做感应起电．
3、起电的本质：不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．
二.电荷守恒定律
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．
另一种表述：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变。
F 1=kQ r1Q 22， F 2=Gm r1m 22， F F 2 1=G k m Q 1· 1Q m 22
F F 2 1=6.9 6.7 0× × 1 10 0 91× 1× 1.9 6.0 1× 0× 10 1 0 1 93 × 1× 1.1 6.0 6× 7× 10 1 0 1 927=2.3× 1039
高中物理《静电场》
第一章静电场 1 电荷及其守恒定律 2 库仑定律 3 电场强度 4 电势能和电势 5 电势差 6 电势差与电场强度的关系 7 电容器与电容
8 带电粒子在电场中的运动
2007考试说明
1 物质的电结构、电荷守恒
Ⅰ
2 静电现象的解释
Ⅰ
3 点电荷
Ⅰ
4 库仑定律
Ⅱ
5 静电场
Ⅰ
6 电场强度.点电荷的电场
重点：电荷守恒定律
难点：做好演示实验，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。
一、电荷
1 有关电荷知识的回顾
a:电荷有两类以及性质，正电荷、负电荷。
b:电荷之间的作用
2起电的方式
a.摩擦起电 b. 感应起电
a.摩擦起电
复习：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
4．知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算．（二）过程与方法
通过分析在电场中的不同点，电场力F与电荷电量q的比例关系，使学生理解比值F/q 反映的是电场的强弱，即电场强度的概念；体会用比值法定义物理量的方法，知道电场叠加的一般方法。（三）情感态度与价值观
培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。
1、定义：电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称场强．用E表示。
2、公式（大小）：E=F/q （适用于所有电场）单位：N/C 意义：
3、方向性：电场强度是矢量物理学中规定，电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同．指出：负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点的场强方向相反．
结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷．电荷总量没有变。
b感应起电
现象及解释：把带正电荷的球C移近彼此接触的异体A，B．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上的金属箔都会闭合．如果先把A和B分开，然后移开C，可以看到A和B仍带有电荷，金属箔仍张开；如果再让A和B接触，金属箔都会闭合．这说明A和B分开后所带的是异种等量的电荷，重新接触后等量异种电荷发生中和．感应起电的本质原因：把带电的球C移近金属导体A和B时，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，使导体上的自由电子被吸引过来，因此导体A和B带上了等量的异种电荷．感应起电也不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开，是电荷从物体的一部分转移到另一部分，电荷总量没有变。
教学的时间安排
• 第一单元:从力的角度看电场(库仑定律电场电场强度电场线)____ 课时
• 第二单元:从能的角度看电场(电场力做功电势能电势电势差等势面电势与电场强度的关系)____ 课时
• 第三单元:综合应用(电容等相关器件带电物的运动生产生活中的电场现象)__ 课时
• 第四教学环节:实验考试___ 课时
点电荷——理想化模型，实际上是不存在的．但只要带电体本身的大小跟它们之间的距离相比可以忽略，带电体就可以看作点电荷．并非是体积小就能当点电荷（理想化研究方法）
【例题2】：试比较电子和质子间的静电引力和万有引力．已知电子的质量 m1=9.10×10-31kg，质子的质量m2=1.67×10-27kg．电子和质子的电荷量都是1.60×10-19C．分析：这个问题不用分别计算电子和质子间的静电引力和万有引力，而是列公式，化简之后，再求解．解：电子和质子间的静电引力和万有引力分别是
三、点电荷的电场
a真空中点电荷的电场强度的决定式(检验电荷与产生电场引的导电学荷生) 推导，
E=F/q和E=kQ/r2
注意适用条件。
b点电荷电场的方向：如果是正电荷，E的方向就是沿着PQ的连线并背离Q；如果是负电荷：E的方向就是沿着PQ的连线并指向Q．
c多个点电荷的电场的求解：某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和．
Ⅱ
7 电场线
Ⅰ
8 电势能、电势
Ⅰ
9 电势差
Ⅱ
10 匀强电场中电势差与电场强度的关系 Ⅰ
11 带电粒子在匀强电场中的运动
Ⅱ
12 示波管
Ⅰ
13 常见电容器
Ⅰ
14 电容器的电压、电荷量和电容的关系 Ⅰ
一教学的思考
• 1教学的难点 • 2教学的重点 • 3考试的热点 • 4个人的思考
知识结构
电容器与电容.带电粒子在电场中的运动. 电势差与电场强度的关系
P5第3题 3. 有三个完全一样的绝缘金属球，A球带的电荷
量为q，B、C均不带电。现要使B球带的电荷量
为3q/8，应该怎么办？
本题功能：①物理学中一个常用的处理方法：利用情境的对称性。也为下一节“库仑的实验”做准备。要明确条件：完全一样的金属球。
②介绍第三种起电方式：接触起电。
第二节、库仑定律（1课时）教学目标（一）知识与技能 1．掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念，理解库仑定律的含义及其公式表达，知道静电力常量，知道库仑定律的适用条件． 2．会用库仑定律的公式进行有关的计算． 3．了解库仑扭秤的实验原理．（二）过程与方法 1、通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素，并猜想关系 2、从库仑的探究过程中体会控制变量法和对称法 3、从点电荷体会理想化的研究方法（三）情感态度与价值观培养学生的观察和探索能力重点：掌握库仑定律难点：会用库仑定律的公式进行有关的计算