最新鲁科版高二物理选修3-1全册完整课件

求它受到的电场力的大小和方向，此时M点的电场强度大小
和方向如何变化？ [思路探究] 电场中某点电场强度由谁决定？如何计算？
栏目 导引
第1章
静电场
[解析 ]
6×10 6 F (1)根据定义式 M 点的场强 E＝ ＝ N/C＝ － q 1.2×10 9
－
5.0×103 N/C，方向与该正电荷受力的方向相同，向东． (2)在 M 点放置另一个电荷量为 3.6×10
第1章
静电场
第3节 电场及其描述
第1章
静电场
学习目标
1.知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，初步了解场是物 质存在的形式之一． F 2．理解电场强度，并能根据定义式 E＝ 进行计算． q 3．知道电场线及其特点，会用电场线描述各种典型电场．
第1章
静电场
一、电场及电场力 电场 ，带电体间的相互作用是通过周 1．电荷的周围存在________
解析：(1)由于 M 点的场强与试探电荷无关，拿走 M 处的电荷 后其场强的大小和方向不变． (2)由 F＝ kq1q2/r2 知， N 处的电荷受到的库仑力也为 6×10
－6 －6
N，
F 6×10 根据定义式 N 处的场强： E＝ ＝ － 7 N/C＝ 7.5 N/C. q 8×10
答案：(1)5.0×103 N/C
栏目 导引
第1章
静电场
三、点电荷的电场与匀强电场 1．点电荷的电场
点电荷 周围． (1)存在：_________
kQ (2)公式： E＝ 2 . r (3)含义：点电荷 Q 的电场中任意点的电场强度的大小与点电
电荷量 成正比， 距离的平方 成反比． 荷的_________ 与该点到点电荷 ____________

物理-选修3-1
【答案】C
物理-选修3-1
4.某导线中的电流为 1.6 A,在 1 s 内通过该导线某一横截面的电 子个数为( )。 3 19 A.1.6×10 个 B.1.6×10 个 C.1.0×103 个 D.1.0×1019 个
物理-选修3-1
【答案】D
物理-选修3-1
5.一电子沿一圆周顺时针高速运动,其运动周期为 10-10 s,则由于 该电子的运动而形成的等效电流为 A,方向为 (选填“顺时针”或“逆时针”)。
①自由电荷 ②持续 ③电压 ④3.0×108 m/s(或光的传播速 5 -5 度) ⑤10 m/s ⑥10 m/s ⑦正电荷 ⑧正离子 ⑨负离子 ⑩正 负 电荷量 安培 电流 直流电 恒定
电流
物理-选修3-1
1.导体中形成持续电流的条件是什么?
物理-选修3-1
解答:导体两端存在持续的电压。
物理-选修3-1
������ ������
物理-选修3-1
根据电荷守恒定律可知,同一导线内的任一横截面上在相同 的时间内通过的电荷量是相等的,即 电流是相等的。物理学中 把方向不随时间改变的电流叫作 直流电,方向和强弱都不随时 间改变的电流叫作 恒定电流。我们通常所说的直流电一般就是 指恒定电流。
物理-选修3-1
物理-选修3-1
课时 3.1 电
流
1.理解并掌握电流形成的条件。 2.知道电流的微观机理和电流的速度。 3.掌握电流的定义,知道电流方向的规定,会计算电流的大 小。
物理-选修3-1
重点难点:导体中形成持续电流的条件及相关计算,电流形 成的微观解释。 教学建议:在电流形成的教学中,可以引入生活中的 “车流” 、 “水流”等加以类比;有关电流的计算,教材中直接给出了公式 q=It,并从微观角度进一步阐述电流的形成。应引导学生推导电 流与微观量的关系,将宏观量 I 与微观量 q 联系起来。另外,还需 要向学生说明自由电子的定向移动速率、自由电子无规则热运动 的速率和电流传导速率的区别。

随堂练习
UITANG LIANXI
提示:大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。用“电流”这 一物理量描述电流的强弱程度。是用������的比值来定义电流的。
������
16
探究一
探究二
首页
J 基础知识 ICHU ZHISHI
Z S 重点难点 HONGDIAN NANDIAN
随堂练习
UITANG LIANXI
(3)在应用 I=������������计算时各个物理量的单位都用国际单位。
17
探究一
探究二
2.电流的微观表达式 (1)建立模型
首页
J 基础知识 ICHU ZHISHI
Z S 重点难点 HONGDIAN NANDIAN
随堂练习
UITANG LIANXI
如图所示,AD 表示粗细均匀的一段导体,长为 l,两端加一定的电压,导 体中的自由电荷沿导体定向移动的速率为 v,设导体的横截面积为 S,导体每 单位体积内的自由电荷数为 n,每个自由电荷的电荷量为 q。
探究一
探究二
解析:电荷量 q=It,单位体积内的电子数已知,只要求出 Δt 时间内有多 少体积内的电子通过截面,即可求出电子数。
(1)根据电流强度的定义式,可知在 Δt 内通过导线截面的电荷量 q=IΔt。
所以在这段时间内通过的自由电子数为
N=������������
=
������Δ������。
������
(2)自由电子定向移动的速率是 v,因此在时间 Δt 内,位于以截面 S 为底、 长 l=vΔt 的这段导线内的自由电子都能通过截面。这段导线的体积 V=Sl=SvΔt,所以 Δt 内通过截面 S 的自由电子数为 N=nV=nSvΔt,所以 A、C 正确。

【精讲精析】 接触后，两球所带的电荷量
QA′
＝
QB′
＝
QA＋ QB 2
＝
6.4×10－9＋－3.2×10－9
2
C
＝1.6×10－9 C
在接触过程中，电子由 B 球转移到 A 球，不
仅将自身电荷中和，且继续转移，使 B 球带
QB′的正电荷．这样，共转移的电子电荷量 为：
ΔQ＝QB－QB′
＝(－3.2×10－9－1.6×10－9)C ＝－4.8×10－9C. 【答案】 1.6×10－9C 电子由B球转移到了 A球，转移了4.8×10－9C 【规律总结】 只有完全相同的金属球接触 时，电荷量才平均分配，若两个小球不完全 相同，接触后两小球不平均分配．
摩擦起电 感应起电 接触起电
产 两种不同绝 导体靠近 导体与带电 生 缘体摩擦时 带电体时 导体接触时
现 象
两绝缘体带 上等量异种
电荷
导体两端 出现等量 异种电荷
中性导体带 上与带电体 相同电性的
电荷
摩擦起电
感应起电
接触起电
不同物质的原 导体中的自由电荷
原 因
子核对电子的 束缚能力不同, 导致电子的得 失．束缚能力 强的得电子， 带负电；束缚 能力弱的失电
(2)若 A、B 两球带异种电荷，设 A 为 q，B 为 －q，则第三个小球先和 A 接触，电荷量平均 分配，各带q2；第三个小球再和 B 接触，先中 和再平均分配，各带－14q.所以 A、B 电荷量 之比qqAB＝21.
答案：(1)2∶3 (2)2∶1
热点示例创新拓展
接触带电与电荷守恒定律的综合应用 [经典案例] (6 分)有三个完全一样的绝缘金 属球，A 球带电荷量 q，B、C 均不带电．现 要使 B 球带电荷量为38q，应该怎么办？

物理-选修3-1
①始末位置 ②参考点 ③电势 ④减少 ⑤做功有什么特点?电场力做功呢?
物理-选修3-1
解答:重力做功只与移动物体的初、末位置的高度差有关,与 路径无关。电场力做功只与移动电荷的初、末位置有关,与路径 无关。
物理-选修3-1
2.在重力场中重力做功引起重力势能的改变,在静电场中电 场力做功会引起哪种能量的改变呢?
4.举出一种做功与路径有关的力,看看是否存在与之对应的 势能。
物理-选修3-1
解答:摩擦力做功与路径有关,不存在与之对应的势能。
物理-选修3-1
1.在静电场中,将一电子从 A 点移到 B 点,电场力做了正功,则 ( )。 A.电场强度的方向一定是由 A 点指向 B 点 B.电场强度的方向一定是由 B 点指向 A 点 C.电子在 A 点的电势能一定比在 B 点高 D.电子在 B 点的电势能一定比在 A 点高
物理-选修3-1
课时 2.1 电场力做功与电势能 1.理解并掌握电场力做功的特点、电势能的概念。 2.明确电场力做功与电势能变化的关系。 3.培养对知识的类比能力;通过理论探究,培养对问题的分 析、推理能力;利用物理语言分析、思考、描述概念和规律的能 力。
物理-选修3-1
重点难点:电场力做功的特点,电势能的概念及意义,电场力 做功与电势能改变的关系及其应用。 教学建议:用类比的方法,把电场力做功、电势能与力学中的 重力做功、重力势能进行类比,这样使学生在已有知识中逐步理 解,能帮助学生真正掌握电势能和电势的概念。 导入新课:我们初步了解了电场,其实我们更早就了解了一 种场,只是我们没有把它说出来,那就是重力场。在地球上,由于 地球的吸引,物体无时无刻不处在重力场中,所以物体有重力。另 外,物体还有重力势能,其实电场中的电荷跟重力场中的物体具 有一样的情况。

先移走 C，再把 A、B 分开，A、B 上的感应电荷会马上 在其相互之间的引力作用下中和，不再带电，所以箔片都不 会张开， C 错． 先把 A、B 分开，再移走 C，A、B 仍然带电，但重新让 A、 B 接触后， A、 B 上的感应电荷完全中和，箔片都不会张 开， D 错．
【答案】 AB
1.(2012· 福州一中高二检测)将带电棒移近两个不带电的 导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，如图 1－1 －3 所示．下列几种方法中能使两球都带电的是( )
如图 1－1－2 所示，A、B 为相互接触的用绝缘 支架支持的金属导体，起初它们不带电，在它们的下部贴有 金属箔片，C 是带正电的小球，下列说法正确的是( )
图 1－1－2
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 上的金属箔片张开，而 B 上的金属箔片闭合
4．接触带电现象中电荷量的分配 (1)导体接触带电时电荷量的分配与导体的形状、大小有 关．完全相同的金属球接触时，电荷量平均分配；形状、大 小不同的导体接触时电荷量不能平均分配．无论哪种情况， 接触前后电荷总量不变． (2)完全相同的带电金属球接触时电荷量的分配情况：若 两个完全相同的金属小球的带电量分别为 Q1、Q2，则它们接 Q1＋ Q2 触后再分开都带有 的电量， 式中电量 Q1、Q2 均包含他 2 们的正负号．
2．思考判断 (1)飞机轮子上有搭地线是静电的应用．(× ) (2)静电植绒是静电的应用． (√) 3．探究交流 静电应用的原理是什么？

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第1节 磁 场
1．了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明 的影响．
2．知道磁极间、磁极与电流间、电流与电流间的相互作用 是通过磁场而发生的．
3．知道磁场的概念及基本性质． 4．了解地磁场及磁偏角．
1．电场是电荷周围存在的一种________． 【答案】 特殊物质
1．地球是一个大磁体，以下关于地磁场的描述正确的是 ()
A．在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的 南极
B．地磁场的北极在地理南极附近 C．赤道附近地磁场的方向和地面平行 D．地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的 【答案】 BC
2．下列关于磁场的说法中，正确的是( ) A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质 B．磁场是为了解释磁极间相互利用而人为规定的 C．磁极与磁极之间是直接发生作用的 D．磁场只有在磁极与磁极、磁极与通电导体之间发生作用 时才产生 【解】 磁场和电场一样都是客观存在的，而电场线和 磁感线是为了形象描述电场和磁场而引入的假想曲线．故选项B 错误，磁极之间、磁极与通电导体之间都是通过磁场相互作用 的．故选项C、D错误． 【答案】 A
A．鸽子仍能辨别方向 B．鸽子更容易辨别方向 C．鸽子会迷失方向 D．不能确定鸽子是否会迷失方向
【解析】 鸽子“认家”的本领是通过体内磁场与外部地 磁场的相互作用来辨别方向的．若在鸽子身上束缚上一块磁铁 后，由于磁铁的磁场和地磁场共同与鸽子内部磁场发生相互作 用，因而鸽子不能正确地区分地磁场的作用，也就不能正确地 辨别方向．
【答案】 C
5．下列所述情况中可以肯定钢棒没有磁性的是( ) A．将钢棒的一端接近磁针的北极，两者互相吸引，再将钢 棒的另一端接近磁针的北极，两者互相排斥 B．将钢棒的一端接近磁针的北极，两者互相吸引，再将钢 棒的另一端接近磁针的南极，两者仍互相吸引 C．将钢棒的一端接近磁针的北极，两者互相吸引，再将钢 棒的另一端接近磁针的北极，两者仍互相吸引 D．将钢棒的一端接近磁针的北极，两者互相排斥

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3.3焦耳定律
詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（1818年12月24日－1889年 10月11日），英国物理学家，出生于曼彻斯特，由于 他在热学、热力学和电方面的贡献，皇家学会授予他最 高荣誉的科普利奖章。后人为了纪念他，把能量或功的 单位命名为“焦耳”，简称“焦”；并用焦耳姓氏的第 一个字母“J”来标记热量。学.科.网
2.电功率：单位时间内电流做的功叫电功率
表达式： P＝W/t＝UI
单位：瓦（W） 千瓦kW
适用于一切电 路的电功率
物理意义：反映了电流做功的快慢！学.科.
网
二、焦耳定律
电流通过导体产生的热量跟电流的二次方 成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时 间成正比。这就是焦耳定律。
焦耳定律：Q I 2Rt
非纯电阻电路就是在通电的状态下，有放热也有对 外面做除热能外的其他形式的能量。
常见的非纯电阻电路：电动机、电解槽、给蓄电池充电、 日光灯等
在纯电阻电路中（白炽灯 热得快） 电能全部转化为热 能，电功等于电热
即 电热：Q W UIt
电热：Q I 2Rt
欧姆定律：U IR
结论：W Q UIt I2Rt U 2 t
W UIt U 2 t I 2Rt Q R
P电
UI

I 2R

U2 R

P热
2．非纯电阻用电器:电流通过用电器是以转化为
热能以外的形式的能力为目的,发热不是目的,而
是难以避免的热能损失.例如电动机、电解槽、给
蓄电池充电、日光灯等
电能大部分转化为其它能，一小部分转化为热能
电功大于电热
课堂练习4：为了使电炉消耗的电功率减 小到原来的一半，应该采用的措施是 （）

E
v
U1
-+
q
v0
m
小孔
20cm
例2．如右图所示，一带点粒子（不计重力）质量为m，
带电量为－q，平行板长为L，两板间距为d，电势差为U，初
速为v0．试求：
y
vy v
θ v0 y
O
θ
x
（1）粒子受力情况分析； （2）粒子运动的加速度； （3）带电粒子在电场中运动的时问t； （4）粒子在射出电场时平行于电场方向上的偏转距离y； （5）粒子在离开电场时平行于电场方向上的分速度vy； （6）粒子在离开电场时的速度大小v； （7）粒子在离开电场时的偏转角度θ； （8）电场力做功W。
例题3、如右图，匀强电场电场线与AC平行，把10-8C的 负电荷从A移至B的过程中电场力做功6×10-8J， AB长6cm，AB与AC夹角为60º。求：
（1）场强方向； （2）设 B处电势为1V，则A处电势为多少？ （3）场强为多少？电子在A点电势能为多少？
C
D
A
B
在匀强电场中，沿任一直线电势都随距离均匀变化。
1）比较A、B、C三点的电势高低； 2）计算A、B间，B、C间，A、C间的电势差； 3）计算把－1.5×10－9C的电荷从A点移到C点静电力
做功；
二、电势差与场强的关系
电场力（F=Eq ）
移动电荷q做功 电势能的变化
WAB=qUAB
△EP=qUAB
电场强度（E）
?
电势差（UAB ）
二、电势差与场强的关系
T信号=T扫描 f信号= t扫描
T信号=2T扫描 f信号= t扫描/2
T信号=T扫描/2 f信号= 2t扫描
课堂小结：
一、利用电场使带电粒子加速

电场
万有引力定律
只有引力 天体间表现明 显
引力场
公式 条件
F＝kQr1Q2 2 两点电荷之间
F＝Gm1rm2 2 两质点之间
5.静电力的确定方法 静电力的大小计算和方向判断一般分开进行． (1)大小计算：利用库仑定律计算大小时，不必将表示电 性的正、负号代入公式，只代入 Q1、Q2 的绝对值即可． (2)方向判断：利用同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸 引来判断．
4．不能将点电荷和元电荷混淆，元电荷是最小的电荷量， 其值为 e＝1.60×10－19 C.
下面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成是点电荷 B．体积很大的带电体一定不能看成是点电荷 C．当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可 将这两个带电体看成是点电荷 D．一切带电体都可以看成是点电荷
【提示】 不成立，因为当 r→0 时两带电体已不能看成 点电荷，库仑定律已不再成立．
对点电荷的理解
【问题导思】 1．甲、乙两半径为 R 的带电小球，两球心相距为 3R， 当研究它们之间的作用力时，能否把甲、乙两球看做点电荷？ 2．点电荷是一个物理模型，它类似于力学中的哪个理想 化模型？
1．点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化的模 型，类似于力学中的质点，实际中并不存在．
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第 2 节 静电力 库仑定律
教师用书独具演示
●课标要求 1．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． 2．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．
●课标解读 1．知道点电荷的概念，了解理想化模型，体会理想化方 法在科学研究中的作用． 2．理解库仑定律的内容及公式并说明库仑定律描述的客 观规律和适用条件． 3．了解库仑扭秤实验，知道静电常量．