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高二物理 选修3-1静电场复习学案

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第 1 页 共 5 页 高二物理 静电场复习学案 【电场力的性质】 【基础知识】 1．电荷、电荷守恒定律 ⑴ 两种电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷． ⑵ 元电荷：一个元电荷的电量为1．6×10－19C，是一个电子所带的电量．〖说明〗任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍． ⑶ 起电：使物体带电叫起电，使物体带电的方式有三种 ① 摩擦起电，② 接触起电，③ 感应起电． ⑷ 电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能被消灭，它们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，系统的电荷总数是不变的．【注意】电荷的变化是电子的转移引起的；完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分． 2．库仑定律 ⑴ 内容：真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上． ⑵ 公式：F = kQ1Q2／r2 （k = 9.0×109N·m2／C2） ⑶ 适用条件：① 真空中 ② 点电荷．〖说明〗点电荷是一个理想化的模型，在实际中，当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，就可以把带电体视为点电荷．（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替r）．点电荷很相似于我们力学中的质点．【注意】① 两电荷之间的作用力是相互的，遵守牛顿第三定律；② 使用库仑定律计算时，电量用绝对值代入，作用力的方向根据“同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引”的规律定性判定．

3．电场：存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质．电荷间的作用总是通过电场进行的．电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用．电场可以由存在的电荷产生，也可以由变化的磁场产生． 4．电场强度 ⑴ 定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值叫做该点的电场强度，表示该处电场的强弱 ⑵ 表达式：E = F/q 单位是：N/C或V/m； E = kQ/r2（导出式，真空中的点电荷，其中Q是产生该电场的电荷） E = U/d（导出式，仅适用于匀强电场，其中d是沿电场线方向上的距离） ⑶ 方向：与该点正电荷受力方向相同，与负电荷的受力方向相反；电场线的切线方向是该点场强的方向；场强的方向与该处等势面的方向垂直． ⑷ 在电场中某一点确定了，则该点场强的大小与方向就是一个定值，与放入的检验电荷无关，即使不放入检验电荷，该处的场强大小方向仍不变，这一点很相似于重力场中的重力加速度，点定则重力加速度定，与放入该处物体的质量无关，即使不放入物体，该处的重力加速度仍为一个定值． ⑸ 电场强度是矢量，电场强度的合成按照矢量的合成法则．（平行四边形法则和三角形法则） ⑹ 电场强度和电场力是两个概念，电场强度的大小与方向跟放入的检验电荷无关，而电场力的大小与方向则跟放入的检验电荷有关， 5．电场线：是人们为了形象的描绘电场而想象出一些线，客观并不存在．电场线的属性有：① 切线方向表示该点场强的方向，也是正电荷的受力方向．② 从正电荷出发到负电荷终止，或从正电荷出发到无穷远处终止，或者从无穷远处出发到负电荷终止．③ 疏密表示该处电场的强弱，也表示该处场强的大小．④ 匀强电场的电场线平行且距离相等．⑤ 没有画出电场线的地方不一定没有电场．⑥ 顺着电场线方向，电势越来越低．⑦ 电场线的方向是电势降落陡度最大的方向，电场线跟等势面垂直．⑧ 电场线永不相交也不闭合．⑨ 电场线不是电荷运动的轨迹． 〖常见电场的电场线分布图〗

小结练习： 1 在电场中有一点P，下列说法正确的是：（ ） A．若放在P点的试探电荷的电荷量减半，则P点场强加倍 B．若P点没有试探电荷，则P点场强为零 C．若P点场强越大，则同一电荷在P点受的电场力越大 D．P点场强方向就是试探电荷在该点受力方向 2．B电荷受到A电荷的静电作用，实际上是（ ） A、A电荷对B电荷的直接作用 B．A电荷的电场对B电荷的电场的作用 C．A电荷对B电荷的电场的作用 D．A电荷的电场对B电荷的作用 3．电场强度 E的定义式为E=F/q，那么（ ） A．这个定义式只适用于点电荷产生的电场 B．这个定义式适用于所有的电场 C．式中的F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电量 D．式中的F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中的电荷的电量 4．两个带同种电荷的小球a和b．用相同长度的细线悬挂于同一点，平衡时悬线偏离竖直方向的偏角相等（如图所示），下列判断中正确的是（ ） 第 2 页 共 5 页 A、两小球所受的库仑力的大小一定相等； B．两小球的带电量一定相等 C．两小球的质量一定相等 D．两悬线对小球的拉力大小一定相等 5．在匀强电场中，将质量为m，带电量为q的小球由静止释放，带电小球的运动轨迹为一直线，该直线与竖直方向的夹角为θ，如图所示，则电场强度的大小为 （ ） A．有唯一值mgtanθ/q B．最小值是mgsinθ/q C．最大值mgtanθ/q D．mg/q 6．如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由A — O — B匀速飞过，电子重力不计，则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是 （ ） A．先变大后变小，方向水平向左 B．先变大后变小，方向水平向右 C．先变小后变大，方向水平向左 D．先变小后变大，方向水平向右

【电场能的性质】 【基础知识】 1．电势差：电荷从电场中的一点移到另一点，电场力做的功跟其电量的比值叫做这两点的电势差，UAB = WAB/q，是标量．〖说明〗电势差很类似于重力场中的高度差．物体从重力场中的一点移到另一点，重力做的功跟其重力的比值叫做这两点的高度差h = W/G = gh． 2．电势：某点相对零电势的电势差叫做该点的电势，是标量．在数值上等于单位正电荷由该点移到零电势点时电场力所做的功.由电场本身因素决定，与检验电荷无关．〖说明〗类似于重力场中的高度．某点相对参考面的高度差为该点的高度．① 高度是相对的．与参考面的选取有关，而高度差是绝对的与参考面的选取无关．同样电势是相对的与零电势的选取有关，而电势差是绝对的，与零电势的选取无关．② 一般选取无限远处或大地的电势为零．当零电势选定以后，电场中各点的电势为定值．③ 电场中A、B两点的电势差等于A、B的电势之差，即UAB = φA－φB，沿电场线方向电势降低． 3．电场力做功与电势能 ⑴ 电势能：电场中电荷具有的势能称为该电荷的电势能．电势能是电荷与所在电场所共有的． ⑵ 电势能的变化：电场力做正功电势能减少；电场力做负功电势能增加． ⑶ 电场力做功：W = qU，U为电势差，q为电量．电场力做功跟路径无关，是由初末位置的电势差与电量决定． 4．等势面 ⑴ 电场中电势相等的点所组成的面为等势面． ⑵ 特点：① 各点电势相等．② 等势面上任意两点间的电势差为零．③ 电荷沿着等势面运动，电场力不做功．④ 处于静电平衡状态的导体是一个等势体，其面为等势面．⑤ 匀强电场，电势差相等的等势面间距离相等，点电荷形成的电场，电势差相等的等势面间距不相等，越向外距离越大．⑥ 等势面上各点的电势相等但电场强度不一定相等．⑦ 电场线跟等势面垂直，且由电势高的面指向电势低的面．⑧ 两个等势面永不相交． 例题小结： 1．关于电势与电势能的说法正确的是 （ ） A．电荷在电场中电势高的地方电势能大 B．在电场中的某点，电量大的电荷具有的电势能比电量小的电荷具有的电势能大 C．正电荷形成的电场中，正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能大 D．负电荷形成的电场中，正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能小 2．将电量为 - 2×10－8C的点电荷，从零电势S点移到电场中的M点，反抗电场力做功4×10－8J，则φM = V；若将该电荷从M点移到N点，电场力做功14×10－8J，则N点电势φN = V；M、N两点电势差 UMN = V． 3 。如图所示，匀强电场中的一组等势面，A、B、C、D相邻间距离为2cm，则场强 E = V/m；离A点1.5cm的P点电势为 V． 4．如图所示，实线为匀强电场中的电场线，虚线为等势面，且相邻等势面间的电势差相等．一正点电荷在等势面A处的动能为20 J，运动到等势面C处的动能为零．现取B等势面为零电势能面，则当此电荷的电势能为20 J时的动能是 J．（不计重力和空气阻力）

5．如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为φA = 15 V，φB = 3 V，φC = －3 V，由此可得D点电势φD= V． 6．某静电场沿x方向的电势分布如图所示，则 （ ） A．在0 ～ xl之间不存在沿x方向的电场 B．在0 ～ xl之间存在着沿x方向的匀强电场 C．在x1 ～ x2之间存在着沿x方向的匀强电场 D．在x1 ～ x2之间存在着沿x方向的非匀强电场 7.如图所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹，若电荷是从a处运动到b处，以下判断正确的是 （ ） A．电荷从a到b加速度减小 B．b处电势能大 C．b处电势高 D．电荷在b处速度小 8．如图所示，实线表示匀强电场的电场线.一个带正电荷的粒子以某一速度射入匀强电场，只在电场力作用下，运动的轨迹如图中的虚线所示，a、b为轨迹上的两点.若a点电势为φa ，b点电势为φb ，则 （ ） A．场强方向一定向左，且电势φa > φb B．场强方向一定向左，且电势φa < фb

a b

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高二物理选修3-1《1_9带电粒子在电场中的运动》学案2

高二物理选修3-1《1_9带电粒子在电场中的运动》学案2

一、 预习目标 1、理解带电粒子在电场中的运动规律，并能分析解决加速和偏转方向的问题． 2、知道示波管的构造和基本原理。 二、 预习内容及学法指导 1、牛顿第二定律的表达式是 2、动能定理的表达式是 3、（1）平抛运动的特点：

4、带电粒子的加速：v=mqU2.

5、带电粒子的偏转y=21at2=.2)(2120220UdmvqLvLmdUq tanθ=.arctan202001UdmvqLUdmvqLvv 1、动力学分析：带电粒子做匀变速曲线运动 (类平抛运动)． 2、运动的分析方法(看成类平抛运动)： ①沿初速度方向做速度为v0的匀速直线运动． ②沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动． 6、示波管的原理

认真阅读教材，观察教材插图，体会分析带电粒子在电场中运动的方法；理解示波管的工作原理。 三、提出疑惑 疑惑点 疑惑内容

[来源:Zxxk]

【学习目标】 1、理解带电粒子在电场中的运动规律，并能分析解决加速和偏转方向的问题． 2、知道示波管的构造和基本原理。 重点：带电粒子在电场中的加速和偏转规律

难点：带电粒子在电场中的偏转问题及应用。

【预习检测】

1、带电粒子沿与电场线平行方向进入匀强电场，，做加速直线运动，求带电粒子的速度。

2、如右图所示，设电荷带电荷量为q，平行板长为L，两板间距为d，电势差为U，初速为v0．

试求： （1）带电粒子在电场中运动的时间. （2）粒子在射出电场时竖直方向上的偏转距离. （3）粒子在离开电场时的偏转角度θ. 【学习过程】 知识

一、带电粒子的受力特点 1、对于基本粒子，如电子、质子、α粒子、正负离子等，除有说明或明确的暗示以外，在电场中运动时均不考虑重力。（但并不忽略质量） 2、对于宏观带电体，如液滴、小球、尘埃等，除有说明或明确的暗示以外，必须考虑重力。 二、带电粒子的加速 1、动力学分析：带电粒子沿与电场线平行方向进入电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做加(减)速直线运动，假如是匀强电场，则做匀加(减)速运动． 先求出带电粒子的加速度：a =mdqU 再根据 vt2-v02 = 2ad

高中物理选修3-1导学案-静电场-3 电场强度

高中物理选修3-1导学案-静电场-3 电场强度

高中物理选修3-1导学案科目 物理 编制时间 8 月 1 日 编制者 贾培清 编号 003课题：静电场——3 电场强度 班级 姓名学习目的：1、知道电荷间相互作用是通过电场发生的。

2、理解电场强度和电场线的概念。

3、用电场强度概念求点电荷产生电场的电场强度。

4、知道几种典型电场的电场线分布。

5、以电场线描述电场为例，了解用场线描述矢量场的方法。

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 整体分析：本节重点、难点是理解电场、描述电场性质的物理量――电场强度、电场的叠加原理、电场线、匀强电场。

E=F/q 是电场强度的定义式．．．，适用于任何．．电场；2r Qk E 仅适用于真空中点电荷．．．的电场。

如果有几个点电荷同时存在，它们的电场就互相叠加．．，形成合电场。

这时某点的场强等于各个点电荷单．独．在该点产生的电场强度的矢量和．．．。

预习思考题：1、不接触的电荷之间是通过什么发生相互作用的？2、如何描述电场中某一点电场的强弱？你有什么方法来进行比较？3、写出电场强度的定义式；电场强度的方向是如何规定的？单位是什么？4、请你推导出距电荷量为Q 的点电荷r 处电场强度的计算式。

5、电场强度的叠加遵循什么定则？6、什么是电场线？如何用电场线形象描述电场？7、请画出正点电荷、负点电荷、等量同种电荷、等量异种电荷电场线的分布。

并说出有何特点？8、什么是匀强电场？匀强电场电场线分布有什么特点？例1、在电场中某点放一检验电荷，其电量为q ，检验电荷受到的电场力为F ，则该点电场强度为E=F/q ，那么下列说法正确的是( )A ．若移去检验电荷q ，该点的电场强度就变为零B ．若在该点放一个电量为2q 的检验电荷，该点的电场强度就变为E/2C ．若在该点放一个电量为－2q 的检验电荷，则该点场强的大小仍为E ，但电场强度的方向变为原来相反的方向D ．若在该点放一个电量为2q的检验电荷，则该点场强的大小仍为E ，电场强度的方向也仍为原来的场强方向例2、AB 和CD 为圆上两条相互垂直的直径，圆心为O ，将电荷量分别为＋q 和－q 的两点电荷放在圆周上，其位置关于AB 对称且距离等于圆的半径，如图1所示。

高二物理 选修3-1 第一章 静电场 教案

高二物理 选修3-1 第一章 静电场 教案

精心整理高二物理选修3-1第一章静电场1、电荷及其守恒定律a、摩擦起电：b、静电感应：本质都是微观带电粒子在在物体之间和物体内部的转移。

c、电荷守恒定律：大量事实表明，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。

d、元电荷：电荷的多少叫电荷量；迄今为止，科学家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做元电荷，用e表示，所有带电体的电荷量都是e 的整数倍，电荷量是不能连续变化的物理量。

e可取1.60×10-19C；电子的电荷量e与电子的质量m e之比，叫做电子的比荷。

2、库仑定律a、库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

F=kq1q2/r2其中，静电力常量k=9.0×109Nm2/C2b、电荷间这种相互作用力叫做静电力或库仑力。

点电荷的理解。

与万有引力的区别。

c、带电金属球接触后等分电量；3、电场强度a、法拉第提出的观点：电荷的周围存在着由它产生的电场，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的；b、电场和磁场是一种客观存在，并且是互相联系的，统称为电磁场；变化的电磁场以光速在空间传播，它和实物一样具有能量和动量，因而场和实物是物质存在的两种不同形式。

只有在研究运动的电荷，特别是运动状态迅速变化的电荷时，电磁场的实在性才凸显出来。

c、静止电荷产生的电场，称为静电场。

d、试探电荷在电场中某点受到的力F与试探电荷的电荷量q成正比，F=Eq，E是比例常数，也即电场强度，反映电场在这点的性质，与q无关。

e、点电荷的电场强度计算与电场强度的叠加（电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和）f、电场线可以形象地描述电场强度的大小和方向。

电场线有以下几个特点：①电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷；②电场线在电场中不相交；③在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方较疏。

人教版 高二物理 选修3-1 第一章：1.7静电现象的应用 导学案设计(含答案)

人教版 高二物理 选修3-1 第一章：1.7静电现象的应用 导学案设计(含答案)

§1.7静电现象的应用若将导体接地则情况如何？左端接地呢？5．静电平衡的特点：⑴内部场强 （如果不满足则自由电子将 直至 ____ ）⑵导体的表面是 ，整个导体是 【探究二】导体上电荷的分布：演示法 1. 法拉第圆筒实验2．结论：净电荷分布在导体 导体表面附近电场线与表面 导体尖端处电荷密度 3．理论分析：理论证明：中性导体带电后，由于同种电荷相互排斥，净电荷只能分布在表面 反证法：若内部有自由电荷，则内部场强 ，导体就不是处于静电平衡状态4．静电平衡时导体周围电场分布：上图空间实际电场分布，不会出现虚线电场线（为什么）【探究三】尖端放电1．导体尖端的电荷密度大，给周围环境带来了什么影响？2．尖端放电现象给我们什么启示？有哪些应用？ 【探究四】静电屏蔽 1、 空腔导体的特点：净电荷只分布在 ，内表面 ，空腔内没有电场 2、 静电屏蔽:外部电场对内部仪器没有影响 若将源电荷置于空腔内，则外对内没有影响，但内对外有影响实验演示：将收音机置于金属网罩内则声音大小减小若将球壳接地，则内外各不影响3、 应用:电学仪器和电子设备外面套有金属罩 通信电缆版面包一层铅皮 高压带电作业人员穿金属网衣 通讯工具在钢筋结构房屋中接收信号弱 当堂练习：〖基础达标〗1．金属导体在电场中处于静电平衡时，其内部的自由电子将( ) A ．都被原子束缚 B ．都集中在导体两端C ．都停止运动 D ．都停止定向移动+ ＿ ＿＿＋ ＋ ＋+－ － ＋ ＋ ＋－++2．一个带电金属球，当它带的电量增加后(稳定)，其内部场强( )A．一定增强 B．一定减弱 C．可能增强也可能减弱 D不变3．一个带绝缘座的空心金属球A带有4×lO-8C的正电荷, 有绝缘柄的金属小球B带有2×10-8C的负电荷，使B球和A球的内壁接触, 如图所示，则A、B各带电荷量为 ( )A．Q A=10-8C，Q B=lO-8C B．Q A=2×Lo-8C, Q B=OC．Q a=O，Q b=2×10-8C D．Q a=4×10-8C，Q B=－2×10-8C4．带电量分别为+Q和－Q的两个点电荷相距为r, 在两点电荷之间放入一个不带电的导体棒，如图所示，当导体达到静电平衡后，感应电荷在两点电荷连线中点O处产生的场强大小为 ( )A．2kQ／r2 B．4kQ／r2+Q C．8kQ／r2 D．05．如图所示，在一个原来不带光的金属导体壳的球心处放一带正电的带电体, A、B分别是球壳内、外的两点, C是金属内部一点，其电场分布是 ( )A．E A≠O, E B=O，E C=O B．E A≠O, E B≠O，E C=OC．E A≠O, E B≠O，E C≠O D．E A=O, E B≠O，E C=O6．将导体放入场强为E的匀强电场中，经过一段很短的时间后，导体达到静电平衡，在这段很短的时间内，感应电荷在导体内的电场强度变化情况是 ( )A．逐渐减小，直至大小为零 B．逐渐增大，直至大小为EC．先逐渐增大，后逐渐减小至零 D．始终等于零7．如图所示，验电器A不带电，验电器B的上面是几乎封闭的金属圆筒C，并且B的金属箔片是张开的，现手持一个带绝缘柄的金属小球D，使D接触C 的内壁，再移出与A的金属小球接触，无论操作多少次，不能使A带电，说明 ( )A．C是不带电的 B．C的内部不带电C．C的内部场强为零 D．以上说法均不对〖能力提升〗8．如图所示，将悬在细线上的带正电的小球A放在不带电的金属空心球壳C内(不和球壁接触)，另有一悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，则( )A．A往左偏离竖直方向，B向右偏离竖直方向B．A的位置不变，B向右偏离竖直方向C．A向左偏离竖直方向，B的位置不变D．A和B的位置均不变9．如图所示，为一空腔球形导体(不带电)，现将一个带正电的小金属球A放入腔中, 当静电平衡时，图中a、b、c三点的场强E和电势U的关系是( )A．E a>E b>E c, U a>U b>U c B．E a=E b>E c, U a=U b>U cC．E a=E b=E c, U a=U b>U c D．E a>E c>E b, U a>U b>U c10．如图所示，把一个架在绝缘支架上的枕形导体放在正电荷形成的电场中，导体处于静电平衡时，下述正确的是( )A．A、B两点场强相等，且都为零B．A、B两点电势相等，且都小于零C．感应电荷在A、B产生的附加场强大小是//A BE=ED．当电键K闭合时，电子从大地沿导线向导体移动11．如图所示，在负电荷A的电场中，导体B处于静电平衡时 ( )A．P端带正电，Q端带负电 B．P端电势高，Q端电势低C．P、Q两端电势相等 D．在导体B内部，场强从Q到P12．金箔验电器原来带有正电荷．现将某带电体靠近验电器时，金箔张角增大．说明该带电体带有_____．13.为防止静电的危害，不正确的措施是( )A．采用导电橡胶做飞机轮胎 B.纺织厂车间内保持空气干燥C.运油车的油罐用铁链与大地接触D.在地毯中夹一些导电纤维14．如图所示，一个验电器用金属网罩罩住，当加上水平向右的、场强大小为E的匀强电场时，验电器的箔片（填“张开”或“不张开”），我们把这种现象称之为。