高中物理同步学案人教版第一章静电场
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第一章静电场1.1电荷及其守恒定律学习目标:1.知道使物体起电的三种方式,并理解摩擦起电、感应起电的实质2.知道电荷守恒定律的内容并能用该定律解决相关的问题3.知道什么是元电荷,理解电荷量是不能连续变化的学习重点:知道使物体起电的三种方式,并理解摩擦起电、感应起电的实质学习难点:知道电荷守恒定律的内容并能用该定律解决相关的问题一.自主学习1.我们知道互相摩擦后的物体会带异种电荷,那么怎样定义自然界存在的两种电荷?2.你知道电荷读有那些性质吗?3.我们学习过质量守恒定律、能量守恒定律,那么自然界的电荷守恒吗?请写出电荷守恒定律的内容:二.合作探究1.我们知道摩擦可以起电,那么摩擦起电到底是怎样的一个过程?其实质又是什么?2.课本第3页的实验说明:当一个带电体靠近导体时,导体靠近带电体的一端会带上,远离带电体的一端会带上。
这种现象叫做静电感应,这种起电方式叫做感应起电,是起点的第二种方式(第三种方式是接触起电)。
那么感应起电的原因和实质是什么呢?例1.右图中A、B是两个不带电的相同的绝缘金属球,它们靠近带正电荷的金球C.在下列情况中,判断A、B两球的带电情况:(1)A、B接触后分开,再移去C,则A____ ___,B;(2)A、B接触,先移去C后,再把AB分开,则A,B.(3)A、B接触,用手指瞬间接触B后再移去C,则A,B;3.物体不带电,是不是说明物体内就没有电荷?那么物体带电的本质是什么?什么叫净电荷?什么又叫电荷的中和?例2.把两个完全相同的金属球A和B接触一下,再分开一段距离,发现两球之间相互排斥,则A、B两球原来的带电情况可能是()A.带有等量异种电荷B.带有等量同种电荷C.带有不等量异种电荷D.一个带电,另一个不带电4.电荷量是描述物体所带电荷多少的物理量,对这个物理量你了解多少?什么是元电荷?元电荷是不是最小的电荷?你是怎样理解元电荷的?例3.科学家在研究原子、原子核及基本粒子时,为了方便,常常用元电荷作为电荷量的单位,关于元电荷,下列论述正确的是()A.把质子或电子叫元电荷B.1.60×10-19C的电量叫元电荷C.电子带有最小的负电荷,其电量的绝对值叫元电荷D.质子带有最小的正电荷,其电量的绝对值叫元电荷三.当堂达标1.有A、B、C三个塑料小球,A和B,B和C,C和A间都是相互吸引的,如果A带正电,则()A.B、C球均带负电B.B球带负电,C球带正电C.B、C球中必有一个带负电,而另一个不带电D.B、C球都不带电2.如图所示,A、B是被绝缘支架分别架起的金属球,并相隔一定距离,其中A带正电,B不带电,则以下说法中正确的是()A.导体B带负电B.导体B左端出现负电荷,右端出现正电荷,并且电荷量大小相等C.若A不动,将B沿图中虚线分开,则左边的电荷量小于右边的电荷量D.若A、B接触一下,A、B金属体所带总电荷量保持不变3.导体A带5q的正电荷,另一完全相同的导体B带q的负电荷,将两导体接触后再分开,则导体B所带电荷量为多少?1.2库仑定律学习目标:1.通过实验探究影响电荷间相互作用力的因素,体验库仑定律的建立过程2.会用类比的方法(如库仑定律类比万有引力定律,点电荷类比质点)进行比较学习学习重点:理解库仑定律的内容、表达式,并能进行与力学知识相结合的有关计算学习难点:知道点电荷是一种理想化模型,了解点电荷的概念,通过点电荷概念的建立过程,体会建立理想化模型的方法一.自主学习1.我们知道电荷之间有相互作用,那么两个点电荷之间的相互作用力怎样计算?请写出库仑定律的内容和表达式:2.两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力怎么计算?二.合作探究思考1:在课本第5页的演示实验中,我们依据什么来判断小球所受作用力的大小情况?思考并回答实验中提出的问题。
1.3 电场强度【学习目标】1.知道电荷间的相互作用是通过电场实现的。
知道场与实物是物质存在的两种不同性质。
2.理解电场强度的定义、单位、方向。
体会用比值法定义物理量的方法。
3.能推导点电荷的电场强度计算公式,并能使用公式进行相关的计算。
4.知道电场强度的叠加原理,并能应用这个原理进行简单的分析和计算。
5.知道电场线的定义和特点,会用电场线分析、描述电场的强弱和方向,知道几种特殊电场的电场线的分布特征。
【知识导学】1.电场(1)带电体周围存在一种物质,这种物质是①电场,电荷间的相互作用就是通过②电场发生的,它是一种看不见的客观存在的物质,它具有力和能的特性。
(2)电场最基本的性质是③对放入其中的电荷有力的作用。
2.电场强度(1)引入电场强度的目的是描述电场的强弱,它所描述的是放入电场中的电荷所受力的性质;放入电场中某点的电荷所受的④静电力与⑤电荷量的比值,叫电场强度。
(2)电场强度定义式为⑥ ,电场强度的单位为⑦牛顿/库仑或N/C。
(3)电场强度是矢量,规定电场强度方向与⑧正(填“正”或“负”)电荷在该点所受到的静电力的方向相同。
(4)电场的叠加:在同一空间,如果有几个静止电荷同时产生电场,那么空间某点的场强是各电荷单独存在时在该点所产生的场强的矢量和。
合场强的计算应遵守⑨平行四边形定则。
3.电场线(1)为了直观地描述电场,英国物理学家⑩法拉第(填人名)提出了用电场线描述电场的方法。
(2)电场线:就是在电场中画出一些有方向的曲线,在这些曲线上,每一点的切线方向表示该点的电场强度方向。
电场线的疏密程度表示电场强度的大小。
电场线并不是实际存在的,它只是为了形象地描述电场而引入的一种假想的曲线。
(3)匀强电场:场强的大小和方向都相同的电场叫匀强电场。
匀强电场的电场线是一簇等间距的平行直线。
【三“点”探究】主题1:电场阅读教材中“电场”部分的内容,回答下列问题。
(1)法拉第是在什么情况下提出“电场”概念的?(2)变化的电磁场具有什么性质使我们说它具有物质性?主题2:电场强度(重点探究)阅读教材中“电场强度”部分的内容,回答下列问题。
1.2 库仑定律学习目标1.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.2.会用库仑定律的公式进行有关的计算.3.知道库仑扭秤的实验原理.学习疑问学习建议【预学能掌握的内容】1.库仑定律⑴内容:真空中两个静止的点电荷之间相互作用力,跟它们的______乘积成,跟它们的_________成__________,作用力的方向。
⑵表达式:。
①适用条件:。
说明:a:不考虑大小和电荷的具体分布,可视为集中于一点的电荷.b:点电荷是一种理想化模型.②静电力常量:K数值和单位,由__________实验测得;说明:2.点电荷:当带电体间的距离远自身大小时,它们的_______与_______及电荷分布对它们之间相互作用的影响可以忽略,这样的带电体就可以看成点电荷。
3.库仑扭秤实验:是通过____________________________比较静电力大小的。
实验发现静电力与距离的_________________________。
库仑在实验中为研究F与q的关系,采用的是用两个___________的金属小球接触电荷量__________的方法,发现了F与q1和q2的__________________.4.库仑力:又称为___________,它和重力、弹力、摩擦力一样具有一般力的所有特性和计算法则。
说明:【探究点一】1.什么样的带电体才能看为点电荷?例1.如图,两个金属球A、B,半径均为r,带电量均为+q,两球心间距离为d,则( )A.如果d远大于r,则两球间为斥力作用,大小为Kq2/d2B.如果d=3r,则两球间作用力大小为Kq2/d2C.如果d=3r,则两球间作用力将小于Kq2/d2D.如果改为异种电荷,且d=3r,则两球间作用力将大于Kq2/d2【探究点二】2.静电力的叠加遵从什么规律?例2. 如图所示,三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上.a和c带正电,b带负电,a所带电荷量的大小比b的小.已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示,它应是()A.F1 B.F2 C.F3D.F4【探究点三】3.静电力对电荷的作用力学效果跟其它力作用效果有区别吗?例3.如图所示,把质量为0.2克的带电小球A用丝线吊起,若将带电量为4×10-8库的小球B 靠近它,当两小球在同一高度相距3cm时,丝线与竖直夹角为45°,此时小球B受到的库仑力F=______,小球A带的电量q A=______.巩固练习1、两个带正电的小球,放在光滑的水平绝缘板上,它们相距一定距离.若同时释放两球,它们的加速度之比将()A.保持不变 B.先增大后减小 C.增大D.减小2、如图所示,在粗糙绝缘的水平面上有一物体A带正电,另一带正电的物体B沿着以A为圆心的圆弧由P 到Q 缓慢地从A 的正上方经过,若此过程中A 始终保持静止,A 、B 两物体可视为质点且只考虑它们之间有库仑力的作用,则下列说法正确的是( )A.物体A 受到地面的支持力先增大后减小B.物体A 受到地面的摩擦力先增大后减小C.库仑力对物体B 不做功D.物体A 对B 的库仑力是恒力【课堂检测】1、下列说法中正确的是:( )A .点电荷是一种理想模型,真正的点电荷是不存在的.B .点电荷就是体积和带电量都很小的带电体C .根据221r Q Q K F 可知,当r 趋近于0 时,F 趋近于∞D .一个带电体能否看成点电荷,不是看它的尺寸大小,而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计.2、两个半径为0.3m 的金属球,球心相距1.0m 放置,当他们都带1.5×10−5 C 的正电时,相互作用力为F1 ,当它们分别带+1.5×10−5 C 和−1.5×10−5 C 的电量时,相互作用力为F2 , 则( )A .F1 = F2B .F1 <F2C .F1 > F2D .无法判断3、已知电子的质量m 1=9.10×10-31kg ,质子的质量m 2=1.67×10-27kg ,它们之间的距离为5.3×10-11m (结果保留一位有效数值)(1)它们之间的万有引力?(2)异种电荷相互吸引质子给电子的的引力为多少?(3)电子给质子的库仑力?(4)电子绕质子运动的向心力由谁提供?(5)在电子、质子连线的垂直平分线上放一电子,与质子、电子构成等边三角形,求此时质子受到的合力?层次一1.关于点电荷的说法,正确的是( )A .只有体积很小的带电体才能看作点电荷B .体积很大的带电体一定不能看成点电荷C .当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可忽略时,这两个带电体可看作点电荷D .一切带电体都可以看成是点电荷2、真空中有两个点电荷,它们之间的静电力为F ,如果保持它们所带的电量不变,将它们之间的距离增大到原来的3倍,它们之间作用力的大小等于( )A.FB.3FC.F/3D.F/93. A 、B 两点电荷间的距离恒定,当其他电荷移到A 、B 附近时,A 、B 间相互作用的库仑力将( C )A.可能变大B.可能变小C.一定不变D.无法确定4. 真空中两个相同的金属小球A 和B ,带电荷量分别为Q A =2×10-8C 和Q B =4×10-8C ,相互作用力为F.若将两球接触后再放回原处,则它们之间的作用力将变为( )A.F 89B.FC.F 81D.F 325. 有A 、B 、C 三个塑料小球,A 和B 、B 和C 、C 和A 之间都是相互吸引的,如果A 带正电,则( )A.B 和C 两球均带负电B.B 球带负电,C 球带正电C.B 和C 两球中必有一个带负电,而另一个不带电D.B 和C 两球都不带电6. 关于库仑定律的公式221r Q Q k F ,下列说法中正确的是( )A.当真空中两个电荷间距离r→∞时,它们间的静电力F→0B.当真空中两个电荷间距离r→0时,它们间的静电力F→∞C.当两个电荷间的距离r→∞时,库仑定律的公式就不适用了D.当两个电荷间的距离r→0时,电荷不能看成是点电荷,库仑定律的公式就不适用了7. 两个相同的金属小球,带电荷量之比为1:7,相距为r ,两者相互接触后再放回原来的位置上,则它们间的库仑力可能为原来的( )层次三11.如图所示,A、B两个点电荷的电量分别为+Q和+q,放在光滑绝缘水平面上,A、B之间用绝缘的轻弹簧连接.当系统平衡时,弹簧的伸长量为x0.若均是弹性形变,则.A.保持Q不变,将q变为2q,平衡时伸长量等于2x0B.保持q不变,将Q变为2Q,平衡时伸长量小于2x0C.保持Q不变,将q变为-q,平衡时缩短量等于x0D.持q不变,将Q变为-Q,平衡时缩短量小于x012.如图所示,两个质量分别为m1、m2的小球,各用长为L的丝线悬挂在同一点,当两球分别带同种电荷,且电荷量分别为q1、q2时,两丝线张开一定的角度θ1、θ2,则下列说法正确的是()A.若m 1>m2,则θ1>θ2B.若m1=m2,则θ1=θ2C.若m1<m2,则θ1>θ2D.若q1=q2,则θ1=θ2高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
第1节电荷及其守恒定律1.自然界中有两种电荷,富兰克林把它们命名为正、负电荷,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
2.使物体带电的方式有三种:摩擦起电、感应起电、接触起电,这三种起电方式本质都是电子的转移,起电的过程遵循电荷守恒定律。
3.用橡胶棒与毛皮摩擦,毛皮带正电,用丝绸与玻璃棒摩擦,玻璃棒带正电,可以记为:“毛玻璃带正电”。
4.电子或质子所带的电荷量是最小的电荷量,这个电荷量叫元电荷,用e表示,e=1.60×10-19 C。
5.两个完全相同的带电小球相互接触后总电荷平均分配。
如果两个小球带异种电荷,则先中和再均分。
一、电荷及三种起电方式1.物质的电结构原子由带正电的原子核和带负电的核外电子组成,原子核的正电荷的数量跟核外电子的负电荷的数量相等,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。
2.两种电荷及其相互作用规律自然界中只有两种电荷,富兰克林把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷命名为正电荷,把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷命名为负电荷,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
3.三种起电方式(1)接触起电:指一个不带电的金属导体跟另一个带电的金属导体接触后分开,而使前者带上电荷的方式。
(2)摩擦起电:由于相互摩擦的物体间的电子的得失而使原来不带电的物体分别带上等量异种电荷。
(3)感应起电:把一带电物体靠近导体使导体带电的方式。
如图111所示,将带电体C去靠近相互接触的导体A、B,由于同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引,导体A、B上分别带上等量异种电荷,这时先把A、B分开,然后移去C,则A和B两导体上分别带上了等量异种电荷。
图111二、电荷守恒定律及元电荷1.电荷守恒定律(1)内容: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,这个结论叫做电荷守恒定律。
河北省石家庄市高中物理第一章静电场1.4 电势能和电势学案新人教版选修3-1编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(河北省石家庄市高中物理第一章静电场1.4 电势能和电势学案新人教版选修3-1)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第一章第四节电势能和电势[学习目标]1.知道静电力做功的特点,掌握静电力做功与电势能变化的关系。
2.理解电势能、电势的概念,能根据电场线判断电势高低。
3.知道什么是等势面,并能理解等势面的特点.任务一:完成下列两个问题,总结并写出静电力做功特点.1.如图1所示,试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中,沿直线从A移动到B,静电力做的功为多少?若q沿折线AMB从A点移动到B点,静电力做的功为多少?图1答案静电力F=qE,静电力与位移夹角为θ,静电力对试探电荷q做的功W=F·|AB|cos θ=qE·|AM|。
在线段AM上静电力做的功W1=qE·|AM|,在线段MB上静电力做的功W2=0,总功W=W1+W2=qE·|AM|。
2.若q沿任意曲线从A点移动到B点,静电力做的功为多少?由此可得出什么结论.答案W=qE·|AM|。
电荷在匀强电场中从不同路径由A运动到B,静电力做功相同.说明静电力做功与路径无关,只与初、末位置有关.总结静电力做功的特点1.静电力做功的特点:静电力对某电荷所做的功,与该电荷的电荷量有关,与电荷经过的路径无关,与电场是否是匀强电场也无关.2.静电力做功与重力做功相似,只要初、末位置确定了,移动电荷q做的功就是确定值.任务二:仔细阅读课本,完成下列问题。
1.1 电荷及其守恒定律进入冬季后,各地长期晴朗无雨,多次降温又造成干冷天气,不少市民在工作、生活中经常受到静电的困扰。
记者随机采访20个读者、网友,有八成人表示今冬已不止一次感受到静电:临睡前脱毛衣、开启汽车门、抓公交车扶手……似乎“危机四伏”。
【学习目标】1.知道自然界存在两种电荷,并且只存在两种电荷。
知道同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
2.经历摩擦起电和感应起电的实验过程,了解使物体带电的方法,能从物质微观结构的角度认识物体带电的本质。
3.理解电荷守恒定律。
4.知道电荷量的概念及其国际单位。
5.关注存在元电荷的事实,知道元电荷的概念,知道电荷量不能连续变化。
【知识导学】1.电荷(1)电荷是物质的一种属性,自然界中有两种电荷,物理学中规定,用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫作①正电荷;用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫作②负电荷。
(2)电荷之间存在相互作用,同种电荷相互③排斥,异种电荷相互④吸引。
(3)原子核的⑤正电荷数量与核外电子的⑥负电荷数量一样多,所以整个原子对外界较远的位置表现为⑦电中性。
(4)电荷的多少叫⑧电荷量。
在国际单位制中,它的单位是库仑,简称⑨库 ,用符号⑩C 表示。
(5)元电荷:科学实验中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作元电荷,一般用e表示,通常取e= 1.60×10-19C。
实验还发现,所有带电体的电荷量都是一个最小量的整数倍,这就是说电荷量是不能连续变化的物理量。
2.常见的起电方法(1)摩擦起电:通过摩擦使物体带电的方法叫摩擦起电。
当两个物体相互摩擦的时候,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,于是原来电中性的物体由于得到多余的电子而带负电,失去了部分电子的物体则带正电。
(2)感应起电:当一个带电的物体靠近一个导体时,由于电荷间的相互吸引或排斥,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与带电体异号的电荷,远离带电体的一端带与带电体同号的电荷。
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。
1.1《电荷及其守恒定律》学案【课标要求】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.【重点难点】1.电荷基本性质与电荷守恒定律的理解及应用;2.静电感应的原因、感应起电的方法【课前预习】1.两种电荷:(1)电性:物体吸引轻小物体的性质。
(2)用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为电荷,用数表示.用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为电荷,用数表示.(3)电荷及其相互作用:同种电荷相互,异种电荷相互.2.摩擦起电的微观解释(1)原子的核式结构原子包括带正电的和带负电的;原子核的正电荷数量与核外电子的负电荷的数量,所以整个原子对外界较远位置表现为。
(2)摩擦起电用摩擦的方法使物体带电的过程,叫摩擦起电。
例如:用丝绸摩擦过的玻璃棒失去电子,带正电;丝绸电子,带电。
用毛皮摩擦过的橡胶棒得到电子,带负电;毛皮电子,带电。
(3)摩擦起电的实质摩擦起电的本质是电子发生了转移,表明电子从物体的一个部分到另一部分或者从一个物体转移到另一个物体上。
(4)摩擦起电的结果:两个相互摩擦的物体带上了。
3.用静电感应及感应起电(1)静电感应现象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种电荷,远离带电体的一端带电荷。
这种现象叫做静电感应。
利用静电感应使金属导体带电的过程叫做。
(2 )感应起电的微观解释从物质的微观分子结构来看,把带电体移近金属导体时,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或者排斥远离,从而自由电子由一端移动到另一端,使得导体的一端带正电,另一端带负电。
因此感应起电使导体两端带上了。
(3静电感应的本质感应起电的实质是自由电荷的重新分布。
1.10 《静电场》【学习目标】1.以电场线为主线展开复习,理解静电力、电场强度、电势能、电势、电势差等概念。
2.熟练掌握判断静电力性质、电场强度的大小和方向、电势高低、电势能大小的方法,并会运用这些概念和规律解决相关的物理问题。
3.掌握带电粒子在电场中运动问题的分析方法和思维过程,提高解决综合问题的能力。
4.培养整理和应用知识的能力。
在深化知识的同时,注重归纳科学研究的思想方法,提高自身的思维能力和创造能力。
【知识导学】【三“点”探究】主题1:关于电场强度的公式问题:(1)本章有关电场强度的三个公式,分别是E=F/q、E=Kq/r2以及E=U/d,请说说三个公式中各字母表示的意义。
(2)从公式的适用条件谈谈你对三个公式的理解。
(3)三个公式都只能计算电场强度的大小,那么三种情形下电场强度的方向分别用什么方法来确定呢?主题2:电势与电势能情景:如图甲所示,为了描述地理位置的高低变化,人们设计出了“等高线”,通常在同一幅图中两条相邻的等高线之间的高度差是相等的,从图中可以看出等高线越密集的地方,表示高度下降得越快,也就是“坡度”越大。
问题:(1)我们常把电场中各点的电势与重力场中的高度类比,把等势面与等高线类比,参照图乙,你认为可把电场强度与什么量类比呢?等势面越密集的地方电场强度越大吗?从这个角度来讲,电场强度反映了什么意义?电场强度的大小跟电势的高低有联系吗?(2)质点在地势越高的位置重力势能越大,电荷也是在电势越高的位置电势能越大吗?(3)重力做正功和负功过程中,物体的重力势能分别如何变化?静电力做正功和负功过程中,电荷的电势能分别如何变化?主题3:电容器与带电粒子在电场中的运动问题:(1)电容器的电容跟哪些因素有关?如何保持电容器所带电荷不变?如何使电容器极板间电势差保持不变?(2)什么情形下带电粒子在电场中的运动轨迹才能沿着电场线?(3)处理带电粒子在匀强电场中的偏转运动的方法与处理平抛运动方法类似,但这两者又有哪些重要的不同之处呢?【拓展提升】拓展一、库仑定律与力学的综合应用1.如图所示,真空中 A、B 两个点电荷的电荷量分别为+Q 和+q,放在光滑绝缘水平面上,A、B 之间用绝缘的轻弹簧连接。
3 电场强度学习目标1.了解静电场,初步了解场是物质存在的形式之一.2.理解电场强度的概念及定义式,会用电场强度、电场线描述电场.3.掌握点电荷的电场、电场线,理解电场强度的叠加.4.加深比值定义的理解.自主探究1.19世纪30年代, 第一个提出了场的观点.物质存在的两种形式为、.2. 产生的电场为静电场.电场具有的性质.3. 称为试探电荷或检验电荷; 称为场源电荷或源电荷.4. 叫做电场强度,其公式为,单位.点电荷的电场强度公式为.5.形象地描述电场的方法是.合作探究一、电场1.什么是电场?电荷间的相互作用是怎样发生的?2.什么是静电场?二、电场强度1.试探电荷和场源电荷试探电荷必须具备的条件: .2.电场强度(1)定义: (比值定义).(2)公式: .(3)单位: .(4)电场强度是,它的方向是.说明:(1)E=为定义式,适用于一切电场.(2)某点的电场强度的大小及方向取决于电场本身,与检验电荷的正负、电荷量的大小及受到的电场力无关.三、点电荷的电场、电场强度的叠加1.点电荷电场强度公式: .2.以点电荷Q为圆心的球面上各点的电场强度的特点: .当Q为正电荷时,E的方向: .当Q为负电荷时,E的方向: .3.如果场源电荷有多个点电荷,则如何求电场中某点的电场强度?.【例题】真空中两个正点电荷A、B所带电荷量皆为+Q,且相距为r,则A、B之间连线上距离A为处的P点的电场强度为多少?思考:能否在P点处放入一个带负电的点电荷-q,通过求出-q在P处受合电场力,然后根据E=求出P 处的电场强度大小和方向?拓展:如果带电体是半径为R的均匀球体(或球壳),它外部空间某点的电场强度该怎样计算?四、电场线1.电场线:如果在电场中画出一些曲线,使曲线上每一点的,这样的曲线就叫做电场线(如图所示)2.特点(1) .(2) .(3) .3.画出几种特殊的电场线五、匀强电场电场中各点电场强度的、方向的电场就叫匀强电场.课堂检测1.电场中有一点P,下列说法中正确的有( )A.若放在P点的电荷的电荷量减半,则P点的电场强度减半B.若P点没有检验电荷,则P点电场强度为零C.P点的电场强度越大,则同一电荷在P点受到的电场力越大D.P点的电场强度方向为放在该点的电荷的受力方向2.在一个电场中a、b、c、d四点分别引入检验电荷时,测得的检验电荷所受电场力跟其电荷量的函数关系图象,如图所示.下列叙述正确的是( )A.这个电场是匀强电场B.四点电场强度大小关系是E d>E a>E b>E cC.四点电场强度大小关系是E a>E b>E d>E cD.无法确定四个点的电场强度大小关系3.如图所示,A、B为两个等量的正点电荷,在其连线中垂线上的P点放一个负点电荷q(不计重力),由静止释放后,下列说法中正确的是( )A.点电荷在从P点到O点运动的过程中,加速度越来越大,速度越来越大B.点电荷在从P点到O点运动的过程中,加速度越来越小,速度越来越大C.点电荷运动到O点时加速度为零,速度达最大值D.点电荷越过O点后,速度越来越小,加速度越来越大,直到粒子速度为零4.关于电场线,下列说法正确的是( )A.电场线是客观存在的B.电场线与电荷运动的轨迹是一致的C.电场线上某点的切线方向与电荷在该点的受力方向可以不相同D.沿电场线方向,电场强度一定越来越大5.如图所示,四个电场线图,一正电荷在电场中由P到Q做加速运动且加速度越来越大,那么它所在的电场是( )6.如图所示,A、B、C、D、E是半径为r的圆周上等间距的五个点,在这些点上各固定一个点电荷,除A 点处的电荷量为-q外,其余各点处的电荷量均为+q,则圆心O处( )A.电场强度大小为,方向沿OA方向B.电场强度大小为,方向沿AO方向C.电场强度大小为,方向沿OA方向D.电场强度大小为,方向沿AO方向7.如图所示,一带电粒子只受电场力从A飞到B,径迹如图中虚线所示,下列说法正确的是( )A.粒子带负电B.粒子加速度不断变小C.粒子在A点时动能较大D.B点电场强度大于A点电场强度8.如图所示,有一水平方向的匀强电场,电场强度为9×103N/C,在电场内的竖直平面内作半径为1 m的圆,圆心处放置电荷量为1×10-6 C的正点电荷.则圆周上C点处的电场强度大小为.9.如图所示,把一个倾角为θ的绝缘斜面固定在匀强电场中,电场方向水平向右,电场强度大小为E.有一质量为m、带电量为+q的物体以初速度v0,从A端滑上斜面恰好能沿斜面匀速运动,求物体与斜面间的动摩擦因数.高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
高中物理同步学案人教版第一章静电场一、电荷及其守恒定律[要点导学]1.自然界中只存在两种电荷:同种电荷互相,异种电荷互相。
2.电子和质子带有等量的异种电荷,电荷量e=C。
实验指出,所有带电体的电荷量差不多上电荷量e的。
因此,电荷量e称为。
电荷量e的数值最早是由美国物理学家测得的。
3.使不带电的物体通过某种方式转化为带电状态的过程叫。
常见的起电方式有、和等。
例如:一个带电的金属球跟另一个与它完全相同的不带电的金属球接触后,两者必定带上等量同种电荷;用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带电荷,用丝绸摩擦过的玻璃棒带电;不带电的导体在靠近带电体时,导体中的自由电荷受到带电体的作用而重新分布,使导体的两端显现电荷。
4.电荷守恒定律:电荷既不能,也可不能,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,电荷量的总量保持不变。
电荷守恒定律是自然界重要的差不多定律之一。
在发生正负电荷湮没的过程中,电荷的代数和仍旧不变,因此电荷守恒定律也常常表述为:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变。
5.原子核的正电荷数量与核外电子的负电荷的数量一样多,因此整个原子对表现为电中性。
6.不同物质的微观结构不同,核外电子的多少和运动情形也不同。
在金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动,这种电子叫做自由电子。
失去这种电子的原子便成为带正电的离子,离子都在自己的平稳位置上振动而不移动,只有自由电子穿梭其中。
因此金属导电时只有在移动。
[范例精析]例1 图1-1-1所示,A、B、C是三个安装在绝缘支架上的金属体,其中C球带正电,A、B两个完全相同的枕形导体不带电。
试咨询:〔1〕如何使A、B都带等量正电?〔2〕如何使A、B都带等量负电?〔3〕如何使A带负电B带等量的正电?解析利用静电感应的原理能够轻松解决此题。
〔1〕把AB紧密靠拢,让C靠近B,那么在B端感应出负电荷,A端感应出等量正电荷,把A与B分开后再用手摸一下B,那么B所带的负电荷就被中和,再把A与B接触一下,A和B就带等量正电荷。
〔2〕把AB紧密靠拢,让C靠近B,那么在B端感应出负电荷,A端感应出等量正电荷,再用手摸一下A或B,那么A所带的正电荷就被中和,而B端的负电荷不变,移去C以后再把A与B分开,那么A和B就带等量负电荷。
〔3〕把AB紧密靠拢,让C靠近A,那么在A端感应出负电荷,B端感应出等量正电荷,赶忙把A与B分开后,那么A带负电B带等量的正电。
拓展把AB紧密靠拢,让C接触A或B,然后移去C。
再把A与B分开,那么A、B都带等量正电。
其它的方法读者能够进一步摸索。
例2绝缘细线上端固定,下端挂一轻质小球a,a的表面镀有铝膜。
在a的近旁有一绝缘金属球b,开始时,a、b都不带电,如图1-1-2所示,现使b带正电,那么( )A.b将吸引a,吸住后不放开B.b先吸引a,接触后又把a排斥开C.a、b之间不发生相互作用D.b赶忙把a排斥开解析b带电后,由于静电感应,a的近b端和远b端分不显现等量的负电荷和正电荷,b对a的吸引作用大于排斥作用。
a、b接触后带同种电荷,又相互排斥。
应选项B正确。
拓展此题中假如a的表面不是镀有铝膜,那么a的近b端和远b端可不能分不显现等量的负电荷和正电荷,然而由于带电体具有吸引轻小物体的性质,因此正确的选项仍旧是B。
例3请你归纳一下,我们学习了哪些起电的方法?这些起电方法的共同特点是什么?解析我们学习了摩擦起电、感应起电和接触起电三种起电方法。
这些起电方法的共同特点是〔1〕起电过程中差不多上负电荷在转移;〔2〕起电过程中电荷量是守恒的。
拓展什么缘故起电过程中差不多上负电荷在转移呢?因为正电荷被束缚在原子核内,不能随便移动。
例4 两个完全相同的金属球,一个带+6×10-8C的电量,另一个带-2×10-8C的电量。
把两球接触后再分开,两球分不带电多少?解析两个完全相同的金属球接触后再分开,要平均分配电量,故两球均带q=(q1+q2)/2=[(+6×10-8)+(-2×10-8)]/2C=2×10-8C,带正电。
拓展两个完全相同的金属球接触后再分开,再平均分配电量时,异种电荷先中和,再将剩余电荷除以2即为每个金属球所带的电量。
[能力训练]1.关于元电荷的明白得,以下讲法正确的选项是( BD )A.元电荷确实是电子B.元电荷是表示跟一个电子所带电荷量数值相等的电荷量C.元电荷确实是质子D.物体所带电量只能是元电荷的整数倍2.关于摩擦起电和感应起电的实质,以下讲法中正确的选项是(BC )A.摩擦起电现象讲明机械能能够转化为电能,也讲明通过做功能够制造出电荷B.摩擦起电讲明电荷能够从一个物体转移到另一个物体C.感应起电讲明电荷能够从物体的一部分转移到另一个部分D.感应起电讲明电荷能够从带电的物体转移到原先不带电的物体3.如图1-1-3所示,原先不带电的绝缘金属导体MN,在其两端下面都悬挂着金属验电箔.假设使带负电的绝缘金属球A靠近导体的M端,可能看到的现象是〔C〕A.只有M端验电箔张开,且M端带正电B.只有N端验电箔张开,且N端带负电C.两端的验电箔都张开,且左端带负电,右端带正电D.两端的验电箔都张开,且左端带正电,右端带负电4.M和N是原先都不带电的物体,它们互相摩擦后M带正电荷1.6×10-10C,以下判定中正确的选项是〔C〕A.在摩擦前M和N的内部没有任何电荷B.摩擦的过程中电子从N转移到了MC.N在摩擦后一定带负电荷1.6×10-10CD.M在摩擦过程中失去了1.6×10-10个电子B5.如图1-1-4,有一带正电的验电器,当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时,验电器的金箔张角减小,那么〔AB〕A.金属球A可能不带电B.金属球A可能带负电C.金属球A可能带正电D.金属球A一定带正电6. 如图1-1-5,小球质量分不为m1、m2,带同种电荷,电量分不为q1、q2,将它们用等长的绝缘细线悬于同一点O,此时两细线与竖直方向的夹角相等,那么必有〔A〕A.m1=m2B.q1=q2C.m1=m2 q1=q2D.不能确定7.如图1-1-6所示,当将带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时,枕形导体上电荷的移动情形是( B )A.枕形金属导体上的正电荷向B端移动,负电荷不移动B.枕形金属导体中的负电荷向A端移动,正电荷不移动C.枕形金属导体中的正、负电荷同时分不向B端和A端移动D.枕形金属导体中的正、负电荷同时分不向A端和B端移动8.当一个验电器带电时,什么缘故两片金箔会张开一个角度?什么缘故金箔不能张开更大的角?当验电器带电时,两片金箔上带同种电荷,同种电荷相排斥,因此两金箔会张开一定的角度。
金箔的张角越大,那么重力对金箔的力矩也越大,当重力的力矩与排斥力的力矩相平稳时,金箔就能够保持静止状态,其张角就可不能再增大。
9.多少个电子的电荷量等于-32.0 μC?〔电子电荷量e=1.6×10-19C〕2.0×1014个10.当带电塑料尺子吸引一小纸片,当尺子接触到纸片时,有时纸片会专门快地飞开,这是什么缘故?当带电塑料尺子吸引一小纸片,假如尺子接触到纸片,那么纸片也带了与尺上电荷性质相同的电荷,同种电荷相排斥,因此纸片会专门快地飞开。
11.干燥的天气一个人拖了鞋在地毯上走,集合了- 48 μC的净电荷。
此人身上有多少个净剩余电子?他的质量增加了多少?〔电子质量m=9.1×10-31kg〕3.0×1014个;2.73×10-16kg12.两个完全相同的金属球,一个带的电量,另一个带的电量。
把两球接触后再分开,两球分不带电多少?q1=q2=-3q13.导体上的净电荷和导体中的〝自由电荷〞有何区不?导体上的净电荷是指导体中正负电荷的代数和不为零时,正负电荷抵消后的电荷,导体的净电荷只能分布在导体的外表面;导体中的〝自由电荷〞是指导体中能够自由移动的电荷,在导体的表面和内部都能够分布〝自由电荷〞。
14.什么缘故和衣服摩擦过的塑料尺子会将小纸头吸起?但在潮湿的天却不能成功?和衣服摩擦过的塑料尺子因带电会吸引小纸片,但在潮湿的天气却不能成功,因为净电荷能够通过潮湿的空气逃脱。
二、库仑定律[要点导学]1.电荷间的相互作用力大小与两个因素有关:一是与有关,二是与有关。
2.当带电体之间的比它们自身的大小大得多时,带电体的形状和体积对相互作用力的阻碍能够忽略不计,这时的带电体能够看作。
3.库仑定律:真空中两个间相互作用的静电力跟它们的成正比,跟它们的成反比,作用力的方向在上。
公式:F= ,式中k叫做。
假如公式中的各个物理量都采纳国际单位,即电量的单位用,力的单位用,距离的单位用,那么由实验得出k=9×109。
使用上述公式时,电荷量Q1、Q2一样用绝对值代入运算。
假如其它条件不变,让两点电荷在介质中,其作用力将比它们在真空中的作用力小。
4.库仑的实验,库仑做实验用的装置叫做库仑扭秤。
如下图,细银丝的下端悬挂一根绝缘棒,棒的一端是一个带电的金属小球A,另一端有一个不带电的球与A所受的重力平稳。
当把另一个带电的金属球C插入容器并他它靠近A时,A 和C之咨询的作用力使悬丝扭转,通过悬丝扭转的角度能够比较力的大小。
改变A与C之间距离_记录每次悬丝扭转的角度,便可找到力F与距离r的关系,实验的结果是力F与距离r的二次方成反比,即F∝1/r2。
在库仑那个年代,还不明白如何样测量物体所带的电荷量,甚至连电荷量的单位都没有。
库仑发觉,两个相同的带电金属小球互相接触后,它们对相隔同样距离的第三个带电小球的作用力相等,因此他确信这两个小球所带的电荷量相等。
假如把一个带电金属小球与另一个不带电的完全相同的金属小球接触,前者的电荷量就会分给后者一半。
库仑就用那个方法,把带电小球的电荷量分为q/2、q/4、q/8……,如此库仑巧妙地解决了小球的带电量的测量咨询题。
5.库仑定律尽管只给出了点电荷之间的静电力公式,然而任一带电体都有能够看作是由许许多多点电荷组成的。
只要明白了带电体上的电荷分布情形,依照库仑定律和力的合成法那么,就能够求出任意带电体之间的静电力。
6.应用库仑定律时应注意的咨询题第一应注意库仑定律的适用条件。
公式F=kQ1Q2/r2仅适用于中〔空气中近似成立〕的两个间的相互作用。
其次,应注意将运算库仑力的大小与判定库仑力的方向二者分不进行,即应用公式运算库仑力的大小时,不必将表示电荷Q1、Q2带电性质的、号代入公式中,只将其电量的绝对值代入,先运算出力的大小,再依照同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引来判定库仑力的方向,如此能够幸免将表示带电性质的符号代入公式中一起运算,依照运算结果是正或负号来判定方向而带来的苦恼和可能显现的错误。