人教版高中物理选修3-1 专题 电场能的性质 (共30张PPT)

图5 答案 见解析图
解析 答案
四、E－x、φ－x图象的分析
例5 (多选)(2017·江苏单科·8)在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的 电势φ在x轴上分布如图6所示.下列说法正确的有
√A.q1和q2带有异种电荷
B.x1处的电场强度为零
√C.负电荷从x1移到x2，电势能减小
D.负电荷从x1移到x2，受到的电场力增大
0.25h，将另一点电荷从A点由静止释放，运动到B点时速度正
好变为零，若此电荷在A点处的加速度大小为 3g，静电力常量 4
为k，求：
(1)此电荷在B点处的加速度；
图11
答案 3g，方向竖直向上
1234
解析 答案
(2)A、B两点间的电势差(用k、Q和h表示). 答案 －3khQ 解析 从 A 到 B 的过程，由动能定理得 mg(h－0.25h) ＋qUAB＝0，解得 UAB＝－3khQ.
三、用等分法确定等势线和电场线
1.在匀强电场中电势差与电场强度的关系式为U＝Ed，其中d为两点沿电
场线方向的距离.
由公式U＝Ed可以得到下面两个结论：
结论1：匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势φC＝
φA＋φB 2
，如图4甲
所示.
结论2：匀强电场中若两线段AB∥CD，且AB
＝CD，则UAB＝UCD(或φA－φB＝φC－φD)，如
图6
解析 答案
例6 (多选)静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图7所示，x轴正向
为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴正向运动，则点电荷
A.在x2和x4处电势能相等
√B.由x1运动到x3的过程中电势能增大 √C.由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小
D.由x1运动至x4的过程中电场力先减小后增大

：（L ）：（L （L1+ L2）2L12：（ 22L12）：（ 1+ L2）2L22
L1 训练2 下列各组共线自由电荷ABC,可以平衡的是（ ABC,可以平衡的是 训练2 ：下列各组共线自由电荷ABC,可以平衡的是（ B： A：4Q 4Q 4Q B：4Q 3Q －5Q D：－ ：－4Q C：4Q 4Q －Q D：－4Q －3Q 2Q. ①②③结合牛顿第三定律有 结合牛顿第三定律有: 对A：FBA＝F 由①②③结合牛顿第三定律有: CA QC QA QB QC QB QA K =K =K 2 2 对B：F ＝F CA BA BC 2 AB CB 对C： F ＝ F Q Q = Q Q + Q Q
5／8 ／ ／ 拓展（1）若B带+Q呢？ 9／8 拓展（ ） 带 呢 接触,再跟 接触呢？ ／ （2）若先跟 接触 再跟 接触呢？13／56 ）若先跟B接触 再跟A接触呢
接触无数次呢？ ／ （3）若跟 接触无数次呢？ 4／7 ）若跟AB接触无数次呢 小结：带电体（相同金属小球） 小结：带电体（相同金属小球）接触问题 金属小球 （1）同种电荷均分 ）同种电荷均分 电荷 电荷先中和后均分 （2）异种电荷先中和后均分 ）异种电荷
选修第一章
一、库仑定律 电场强度 1 、电荷 电荷守恒
静电场
(1) 自然界中只存在两种电荷：_______和 _______ 。 自然界中只存在两种电荷： 正电荷 和 负电荷 用毛皮摩擦过的橡胶棒带____电荷 用丝绸摩擦过的玻 电荷； 用毛皮摩擦过的橡胶棒带 负 电荷；用丝绸摩擦过的玻 正 电荷。 璃棒带 璃棒带______ 电荷。 (2) 使物体带电的方式有 摩擦起电; 接触起电 ; 感应起电 . 使物体带电的方式有: 元电荷； 元电荷；e= (3) 点电荷: 点电荷:

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例1：如图，是静电场的一部分电场线的分布， 下列说法正确的是：（ B ） A、这个电场只能是负电荷的电场 B、点电荷q在A、B两处受到的电场力FB>FA C、点电荷q在A、B两处的加速度大小，aA>aB
（不计重力） D、负电荷在B点处受到的B 电场力方向沿B点切
线方向
A
例2：如图为一条电场线，下列说法正确的是：
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2.等分法确定电场方向
由电势高低定 电场线方向
作等势线垂 线得电场线
连接等势点 得等势线 利用等分法 确定等势点
已知匀强电 场中某些点 的电势
【例 6】 如图示，a、b、c、d 是某匀强电场中的四个点，它们正 好是一个矩形的四个顶点，ab＝cd＝L，ad＝bc＝2L，电场线与矩 形所在的平面平行。已知 a 点电势为 20 V，b 点电势为 24 V，d 点 电势为 12 V。一个质子从 b 点以速度 v0 射入此电场，入射方向与 bc 成 45° 角，一段时间后经过 c 点。不计质子的重力。下列判断正 确的是( ) E 12V 20V A．c 点电势高于 a 点电势 B．场强的方向由 b 指向 d 450 20V 2L C．质子从 b 运动到 c 所用的时间为 v0 24V 16V D．质子从 b 运动到 c，电场力做功为 4 eV
2.电势能增、减的判断方法 1．做功判断法―→电场力做正功，电势能减小；电场力做负功， 电势能增加 2．公式法―→由 Ep＝qφp，将 q、φp 的大小、正负号一起代入公 式，Ep 的正值越大电势能越大，Ep 的负值越小，电势能越大 3．能量守恒法―→在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动 能和电势能相互转化，动能增加，电势能减小，反之，电势能增 加 4．电荷电势法―→正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在 电势低的地方电势能大
二、公式E=U/d的应用
1.应用“一式二结论”巧解电场强度与电势差相关的问题． 一式
U W电 E＝ d ＝ qd ，其中 d 是电场中两点沿电场强度方向的距离．
二结论
结论 1 匀强电场中的任一线段 AB 的中 φA＋φB 点 C 的电势，等于 φC＝ ，如图示． 2
结论2 匀强电场中若两线段AB∥CD, 且AB＝CD，则UAB＝UCD (或φA－φB＝ φC－φD)，如图示.

A. E 点的电势等于 F 点的电势 B. AO 两点的电势差 UAO 等于 OB 两点的电势差 UOB C. 一个正点电荷在 O 点具有的电势能大于在 F 点具 有的电势能 D. 同一负点电荷，沿路径 E→C→F 比沿圆弧 G→H 电场力对其做的功多
解析：沿电场线方向电势逐渐降低，则 E 点的电势大 于 F 点的电势，选项 A 错误；由该电场的分布特点可知， O 点左侧的场强要大于 O 点右侧的场强，根据 U＝Ed， 得 UAO>UOB，选项 B 错误；正点电荷从 O 点移到 F 点， 电场力做正功，电势能减小，选项 C 正确；根据对称性知 UEF＝UGH，故电荷沿路径 E→C→F 与沿圆弧 G→H 移动 时电场力做功相等，选项 D 错误．
(4)影响因素 电势差 UAB 由电场本身的性质决定，与移动的电荷 q 及电场力做的功 WAB无关，与零电势点的选取无无关． 2. 匀强电场中电势差与电场强度的关系 (1)电势差与场强的关系式： UAB＝Ed，其中 d 为电场中两点间沿电场场方方向向的距离． (2)电场强度的方向和大小 电场中，场强方向是指电势降低 最快的方向．在匀强 电场中，场强在数值上等于沿电场 方向每单位距离上降低 的电势．
[解析] 逐项分析如下
选项
诊断
结论
由电场线的性质知 b 点区域电场线
A 密集，电场较强，c 点区域电场线稀 ×
疏，电场较弱
沿电场线方向电势逐渐降低，即
B
√
φa>φb
选项
诊断
结论
试探电荷＋q 若由 a 点释放，将受到
C 变化的电场力的作用，所以试探电荷 ×
不会沿弯曲的电场线运动
将试探电荷由 a 点移到 b 点过程中，
能量守恒法 荷的动能和电势能相互转化，动能增加，电势能减Fra bibliotek，反之，电势能增加

动能的增量等于mgR
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
再见
编后语
老师上课都有一定的思路，抓住老师的思路就能取得良好的学习效果。在上一小节中已经提及听课中要跟随老师的思路，这里再进一步论述听课时如何 抓住老师的思路。
① 根据课堂提问抓住老师的思路。老师在讲课过程中往往会提出一些问题，有的要求回答，有的则是自问自答。一般来说，老师在课堂上提出的问 题都是学习中的关键，若能抓住老师提出的问题深入思考，就可以抓住老师的思路。
（2）电场力做负功，电势能增加
ΔEp＝qEd＝qUBA ＝－3×10－7×(－160) J＝4.8×10－5 J
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
对点练习
电场的能的性质
等势线和运动轨迹
1.如图所示,虚线a、b、c代表 解析
电场中三个等势面,相邻等势面 由P→Q
v
间的电势差相等,实线为一带正 电的质点仅在静电力作用下通过
⑥ 利用笔记抓住老师的思路。记笔记不仅有利于理解和记忆，而且有利于抓住老师的思路。
2019/8/29
最新中小学教学课件
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谢谢欣赏！
2019/8/29
最新中小学教学课件
17
强为E.在与环心等高处放有一质量 根据动能定理：
F电
为m、带电荷量＋q的小球，由静 止开始沿轨道运动，下列说法正确
mgR＋EqR＝△EK
的是(BC )
WG＝mgR >0
A.小球在运动过程中机械能恒定
B.小球经过环的最低点时速度最大 △EK＞ mgR
C.小球电势能增加EqR
D.小球由静止释放到达最低点，
方向、受力大小变化；根据运

打火炉、打火机、沼气灯的点火应 用了尖端放电现象,而油罐车拖着铁 链,利用铁链传导消除积累的静电,选
项C正确,选项D错误.
学习互动
例4 如图1-7-2所示,放在绝缘台上的金属网罩B内放有一个不带电的验电器C,若把一
知识必备
4.两种等量点电荷的电场线
比较
等量异种点电荷
等量同种正点电荷
电场线分布
中垂线上的电场强度 中垂线上的电势
最大
减小
O点 处处,相向等外
为零
先增大后减小
O点
,向最外高
O点
学习互动
考点一
电场线、等势面和运动轨迹的综合
1.速度方向沿运动轨迹的切线方向,所受电场力的方向沿电场线的切线方向或反方向, 所受合外力的方向指向曲线凹侧. 2.电势能大小的判断方法 (1)电场力做功:电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加. (2)利用公式法:由Ep=qφ知正电荷在电势高处电势能大,负电荷在电势低处电势能大.
新课导入
2.教师的教学准备:多媒体课件制作,课前预习学案,课内探究学案,课后延伸拓展学案. 预习检查、总结疑惑 检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑,使教学具有了针对性. 提问:1.电场的重要性质是什么? 2.金属导体的微观结构如何?自由电子会怎样移动? 情景导入、展示目标 把金属导体放入电场中,导体上会出现怎样的现象?
图X2-8
[答案] C
[解析] A、B、C、D顺次
相连将组成菱形,由公式
U=Ed可知,φ A-φ B=φ D-φ C 或φ A-φ D=φ B-φ C,解得 φ D= 4 V,选项C正确.
第一章
静电场
7 静电现象的应用
教学目标
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,导体内部的场强处处为零,电荷只分布在导体的外表面上; 3.知道静电屏蔽及其应用.