人教版高中物理选修3-1第一章 章末小结 (共50张PPT)
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第一章 静电场
二、电场的能的性质的描述 1．电势的高低和电势能大小、正负的判定方法 (1)根据场源电荷判断 离场源正电荷越近，电势越高，正检验电荷的电势能 ( 为正值 ) 越大，负检
验电荷的电势能(为负值)越小。
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第一章 静电场
(黑龙江哈尔滨六中 2014～2015 学年高二下学期检测)如图，一半 径为 R 的圆盘上均匀分布着电荷量为 Q 的电荷，在垂直于圆盘且过圆心 c 的轴 线上有 a、b、d 三个点，a 和 b、b 和 c、 c 和 d 间的距离均为 R，在 a 点处有一 电荷量为 q(q>0)的固定点电荷。已知 b 点处的场强为零，则 d 点处场强的大小为 (k 为静电力常量) 导学号 50232234 ( B ) 3q A．k 2 R
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10q B．k 2 9R 9Q＋q D．k 9R2
Q＋q C．k 2 R
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第一章 静电场
解析： 由 b 点的合场强为零可得圆盘在 b 点的场强与点电荷 q 在 b 点的场强 q 大小相等、方向相反，所以圆盘在 b 点的场强大小为 Eb＝k 2，再根据圆盘场强 R q 10q 的对称性和场强叠加即可得出 d 点的场强为 Ed＝Eb＋k ＝k 2 ， 故选项 B 正 9R 3R2 确。
的特性决定，故不能认为E与F成正比、与q成反比。
(3)电场线不是电荷的运动轨迹，根据电场线的方向能确定电荷的受力方向 和加速度方向，不能确定电荷的速度方向和运动轨迹。
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(4)只根据一条电场线无法判断电场强弱和场源情况。
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第一章 静电场
3．场强的叠加 多个电场在空间某点产生的合场强，等于每个电场单独存在时在该点产生 的场强的矢量和，这就是场强叠加原理。由于电场强度是矢量，求合场强需用 平行四边形定则。
号代入公式中。 (3)库仑力的方向由两点电荷的电性决定，可按照同种电荷相互排斥，异种
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电荷相互吸引来确定。
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第一章 静电场
2．对电场和电场线的理解 (1) 电场是客观存在的物质，电场线是为了形象描述电场而引入的假想曲 线。 (2)电场中某点的电场强度 E的大小和方向是唯一的，其大小只由电场本身
决定，与试探 对性，与参考点
匀强电场中 UAB＝φA－φB＝Ed；电势沿电场强度方向降低得最快；
E W 系 φ＝ p，UAB＝ AB；WAB＝ΔEpAB＝EpA－EpB q q
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第一章 静电场
[特别提醒]场强为零的点，电势、电势能不一定为零；电势为零的点，场 强不一定为零，电势能一定为零；电势能为零的点，场强不一定为零，电势一 定为零。
新课标导学
物 理
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第一章
静电场
章 末 小 结
1
知 识 结 构 规 律 方 法 触 及 高 考
2
3
第一章 静电场
知识结构
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第一章 静电场
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第一章 静电场
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第一章 静电场
电场强度 决 定 因 素 联
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电势 由电场本身决 定，其大小有相 的选取有关，与 试探电荷无关
电势差 由电场本身的两 点决定，与参考 点的选取及试探 电荷无关
电势能 由电荷量和该点电势 两者决定，与参考点 的选取有关
由电场本身 电荷无关
(3)根据电场力做功判定
电场力对正电荷做正功时，正电荷由高电势 (电势能大)的点移向低电势 (电 势能小)的点。
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电场力对负电荷做正功时，负电荷由低电势 (电势能大)的点移向高电势(电
势能小)的点。
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第一章 静电场
2．电场强度、电势、电势差、电势能的比较
电势能 描述电荷在电场中的 意 描述静电场 描述电场能的性 描述电场做功本 能量，表示电荷做功 义 力的性质 质 领 本领大小 定 F Ep WAB Ep＝qφ E＝ q φ＝ q UAB＝ q 义 标量，有正负，正负 矢量，方向与 矢 标量，有正负， 由电势正负和电荷正 放在该点的 标量，有正负， 标 正负表示电势高 负共同决定，简记为： 正电荷的受 正负只表示大小 性 低 正正得正，负负得正， 力方向相同 正负得负 电场强度 电势 电势差
离场源负电荷越近，电势越低，正检验电荷的电势能 ( 为负值 ) 越小，负检 验电荷的电势能(为正值)越大。
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第一章 静电场
(2)根据电场线判断
顺着电场线的方向，电势逐渐降低，检验正电荷 ( 或负电荷 ) 的电势能逐渐 减小(增加)。 逆着电场线的方向，电势逐渐升高，检验正电荷 ( 或负电荷 ) 的电势能逐渐 增加(减小)。
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D．某检验点电荷在 a、b、c 三点的电势能大小关系是 EPa>EPb>EPc
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第一章 静电场
规范解答：电场线是沿直线的电场，通常有如图所示几种情况
第一章 静电场
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第一章 静电场
规律方法
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第一章 静电场
一、电场的力的性质的描述 1．对库仑定律的三点提醒 (1)库仑定律仅适用于真空中两个静止点电荷间静电力的计算，空气中也可 近似适用。
(2)计算点电荷间的静电力时，不必将表示电荷 q1 、q2的带电性质的正、负
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第一章 静电场
如图所示，a、b、c 是一条电场线上的三个点，电场线的方向由 a 到 c，a、b 间的距离等于 b、c 间的距离，则下列说法正确的是 导学号 50232235 ( B ) A．a、b、c 三点的电势大小关系是 φa>φb>φc B．a、b、c 三点的电场强度大小关系是 Ea>Eb>Ec C．a、b 间的电势差 Uab 等于 b、c 间的电势差 Ubc
人教版高中物理选修3-1 第一章 静电场 复习课件1 (共53张PPT)
Q f k 2 （1） r k r x Q （2）
mg
(1)A受的摩擦力为多大？ (2)如果将A的电荷量增至＋4Q，两物体开始运动， 当它们的加速度第一次为零时，A、B各运动了 多远距离？2
2
例4、如图所示，用两根长度相同的绝缘细线把 一个质量为0.1kg的小球A悬挂到水平板的MN两 点，A上带有Q=3.0×10-6C的正电荷。两线夹角 为120°，两线上的拉力大小分别为F1和F2。A的 正下方0.3m处放有一带等量异种电荷的小球B， B与绝缘支架的总质量为0.2kg（重力加速度取 g=10m/s2；静电力常量k=9.0×109Nm2/C2，AB 球可视为点电荷）则
一、元电荷及电荷守恒定律 1．元电荷： 科学实验发现的最小电荷量是电 子的电荷量，质子、正电子所带的电荷量与它相 同，但符号相反．人们把这个最小的电荷量叫做 元电荷，用e表示，任何带电体的电荷量皆为元电 e＝1.60×10－19C . 荷的 整数倍 ． 2．电荷守恒定律 (1)起电方式： 。 摩擦起电、 接触起电、 感应起电 (2)带电实质： 物体带电的实质是 电荷的转移。
练习3：相距为L的点电荷A、B的带电量分为+4Q 和-Q，要引进第三个点电荷C，使三个点电荷在 库仑力作用下都能处于平衡状态，试求C电荷的 电量和放置的位置？
+4Q
A
+
B
-
-Q
C
qc
q 4Q
xL
结论：
①当A、B已固定，只要求C球受力平衡，则C球 的位置是唯一确定的，对其电量、电性无要求。 ②当A、B未固定，要求三球均平衡，则对C球 的位置、电量、电性都有要求。 同种电荷放中间，异种电荷在两边； 远离大球近小球，平衡位置连成线； 三个小球都平衡，电量正负有条件；
人教版高中物理选修3-1课件第1章章末整合
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负电荷
创生
消灭
真空中静止的点电荷 正电荷
正电荷 保持不变
切线
较小 降低
较大
φA－φB
Ep q
电荷的始末位置
WAB q
电势 垂直
高
低
密
0 0
外
10－6 εS
4πkd
0
10－12
匀速直线பைடு நூலகம்动
匀加速直线运动
专题一 静电力作用下物体的平衡问题 1．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．库仑力与重力、 弹力一样，它也是一种基本力，因此一般的力学规律对它也适 用，在对物体进行受力分析时应一起分析在内． 2．明确带电粒子在电场中的平衡问题，实际上属于力学平 衡问题，其中仅多了一个静电力而已． 3．求解这类问题时，需应用有关力的平衡知识，在正确的 受力分析基础上，运用平行四边形定则、三角形定则或建立平 面直角坐标系，应用共点力作用下物体的平衡条件去解决．
答案：AD
专题三 用动力学观点处理带电体在电场中的运动 带电物体在电场中的运动综合了静电场和力学的知识，分 析方法和力学的基本相同．带电的物体在电场中除受到电场力 作用，还可能受到其他力的作用，如重力、弹力、摩擦力等， 在诸多力的作用下物体可能所受合力不为零，做匀变速运动或 变加速运动．处理这类问题，就像处理力学问题一样，首先对 物体进行受力分析(包括电场力)，再明确其运动状态，最后根 据所受的合力和所处的状态选择相应的规律解题． 相关规律：牛顿第二定律F合＝ma.运动学公式(如匀变速直 线运动速度公式、位移公式等)．平抛运动知识、圆周运动知识 等．
下面介绍常见的几种功能关系： (1)只要合外力做功不为零，物体的动能就要改变，合外力 做正功，动能增加；合外力做负功，动能减少．此类问题可以 使用动能定理求解．
人教版高中物理新课标版选修3-1 第一章静电场(全章)(共164张PPT)[优秀课件资料]
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1.2《库仑定律》
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． ❖ 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． ❖ （二）过程与方法 ❖ 通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素，再得
BE
课堂训练
4、如图所示，导体棒AB靠近带正电的导体Q
放置．用手接触B端，移去手指再移去Q，
AB带何种电荷 _负__电__荷_____ ．若手的接触点
改在A端，情况又如何_负__电__荷______ 。
小结
1、自然界存在两者电荷 （1）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷 （2）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷 2、使物体带电的方式带电方式 (1)摩擦起电： 电子从一个物体转移到另一个物体 (2)接触起电：电荷从一个物体转移到另一个物体 (3)感应起电：电荷从物体的一部分转移到另一部分
出库仑定律 ❖ （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 ❖ 教具：库仑扭秤(模型或挂图)．
同种电荷相互排斥、 异种电荷相互吸引。
既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间 相互作用力的大小决定于那些因素呢
早互实的库影作在验增仑响我用表大定两国的明而律点东定，增1电.汉性s电大w荷时规f荷，间期律之随作人,定间着用库们量的距力仑就讨作离的定掌论用的因律握电力增素2了荷随大.：sw电间着而f荷相电减间互荷小相作量。
为__1_.6_×__1_0_－_19_C__ ；一个电子的电量为_－__1_.6_×_ _1_0－__19_C_ ，一个质 子的电量为__1_.6_×__1_0_－_19_C__ ；任何带电粒子，所带电量或者等 于电子或质子的电量，或者是它们电量的整__数__倍__．最早测出 元电荷的数值的是美国物理学家密立根 ，这位科学家还测出 了电子电量和质量的比值，叫做电子的 比荷 。 4、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
人教版高中物理选修3-1 第1章-《第一章 静电场》章末总结(测)
【优选整合】人教版高中物理选修3-1 第1章-《第一章 静电场》章末总结（测）一、单选题1. 某带电粒子仅在电场力作用下由A 点运动到B点。
如图所示，实线为电场线，虚线为粒子运动轨迹，由此可以判定( )A．粒子在A 点的加速度大于它在B点的加速度B．粒子在A点的动能小于它在 B点的动能C．电场中A 点的电势低于B 点的电势D．粒子在A点的电势能小于它在 B点的电势能2. 下列说法中正确的是( )A．在场强较小处，电荷在该处的电势能也较小；B．电荷在场强为零处的电势能也为零；C．在场强相等的各点，电荷的电势能必相等；D．在选定为零电势的位置处，任何电荷的电势能必为零．3. 如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab=5cm，bc=3cm，ca=4cm．小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线．设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则（）A ．a 、b 的电荷同号，B ．a 、b 的电荷异号，C ．a 、b 的电荷同号，D ．a 、b 的电荷异号，4. 如图所示为某一点电荷 Q 产生的电场中的一条电场线,A 、B 为电场线上的两点,当电子以某一速度沿电场线由 A 运动到 B 的过程中,动能增加,则可以判断A ．场强大小B ．电势C ．电场线方向由 B 指向 AD ．若 Q 为负电荷,则 Q 在 B 点右侧5. 如题图所示，金属球A 的半径为R ，球外一个点电荷带电量为q ，到球心的距离为L，则金属球上感应电荷在球心产生电场的电场强度大小为A ．B ．C ．+D ．他条件不变，则该粒子从PQ 竖直面上的D 点离开场区．若粒子在上述三种情况下通过场区的总时间分别是t 1、t 2和t 3，运动的加速度大小分别为a区恰能沿直线运动，并从PQ 竖直面上的C 点离开场区．若撤去磁场，其他条件不变，则该粒子从PQ 竖直面上的B 点离开场区；若撤去电场，其6.如图，在MN 和PQ 这两个平行竖直面之间存在垂直纸面的匀强磁场和平行纸面的匀强电场，一个带电粒子以某一初速度由A 点水平射入这个场、a2和a3，不计粒子所受重力的影响，则下列判断中正确的是1A．t1=t2＜t3，a1＜a2=a3B．t2＜t1＜t3，a1＜a3＜a2C．t1=t2=t3，a1＜a2＜a3D．t1=t3＞t2，a1=a3＜a27. 如图所示，A、B是匀强电场中相距4cm的两点，其连线与电场方向的夹角为60°，两点间的电势差为20V，则电场强度大小为（）A．5V/m B．50V/m C．1×102V/m D．1×103V/m8. 如图，一正电荷在电场中由P运动到Q，下列说法正确的是（）A．Q点的电势高于P点的电势B．Q点的电场强度大于P点的电场强度C．P点的电场强度大于Q点的电场强度D．该电荷在P所受电场力的方向向左9. 如图所示，一直角三角形处于平行于纸面的匀强电场中，∠A=90°，∠B=30°，AC长为L，已知A点的电势为，B点的电势为，C点的电势为0．一带电的粒子从C点以的速度出发，方向如图所示(与AC边成60°)．不计粒子的重力，下列说法正确的是A．电场强度的方向由B指向CB．电场强度的大小为C．若粒子能击中图中的A点，则该粒子的比荷为D．只要粒子的速度大小合适，就可能击中图中的B点二、多选题10. 在如图所示的4种情况中，a、b两点的场强相同，电势不同的是（）A ．带电平行板电容器两极板间的a、b两点B ．离点电荷等距的a、b两点C ．达到静电平衡时导体内部的a、b两点D ．两个等量异种电荷连线上，与连线中点O等距的a、b两点11. 如图，水平固定的圆盘a带正电Q，电势为零，从盘心O处释放质量为m、带电量为+q的小球．由于电场的作用，小球最高可上升到竖直高度为H的N点，且过P点时速度最大，已知重力加速度为g．由此可求得Q所形成的电场中（）A．P点的电势B．N点的电势C．P点的电场强度D．N点的电场强度12. 如图所示，实线的两点电荷形成的电场线，若不计重力的带电粒子从C点运动到D点，轨迹如图虚线所示，则下列说法中正确的是（）A．由C到D过程中电场力对带电粒子做正功B．由C到D过程中带电粒子动能减小三、解答题C ．粒子带正电D ．A 电荷的电荷量大于B 电荷的电荷量13. 电场中有A 、B 两点，A 点的场强为E ＝4.0×103N/C ，A 、B 两点的电势差为U ＝3.0×103V ．有一电荷量q ＝1.2×10－8C 的微粒，质量m ＝2.0×10－12kg ，在A 点由静止释放，微粒在电场力作用下由A 点移到B 点，不计重力作用．求：（1）带电微粒在A 点所受电场力多大？微粒被释放的瞬间加速度多大？（2）带电微粒从A 点移到B 点时，电场力做了多少功？若电场力做的功全部转化为动能，则微粒到达B 点时速度多大？14. 如图所示，粗糙水平轨道与半径为R 的竖直光滑半圆轨道在B 点平滑连接，在过圆心O 的水平界面M的下方分布有水平向右的匀强电场，场强，现有一质量为m 、电量为+q 的小球(可视为质点)从水平轨道上A 点由静止释放,小球运动到C 点离开圆轨道后经界面MN 上的P 点进入电场(P 点恰好在A 点的正上方).已知A 、B 间距离为2R,重力加速度为g,求：(1)小球在C 处的速度大小；(2)小球从A 运动到B 克服阻力所做的功；(3)球从A 运动到C 的过程中对轨道压力的最大值．15. 地面上方存在水平向右的匀强电场，一质量为m 带电量为q 的小球用绝缘丝线悬挂在电场中，当小球静止时丝线与竖直方向的夹角为，此时小球到地面的高度为h,求：（2）若丝线突然断掉，小球经过多长时间落地？（1）匀强电场的场强？16. 两块水平平行放置的导体板如图 (甲)所示，大量电子（质量m、电量e）由静止开始，经电压为U0的电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入两板之间．当两板均不带电时，这些电子通过两板之间的时间为3t0；当在两板间加如图 (乙)所示的周期为2t0，幅值恒为U0的周期性电压时，恰好能使所有电子均从两板间通过．问：⑴这些电子通过两板之间后，侧向位移（沿垂直于两板方向上的位移）的最大值和最小值分别是多少？⑵侧向位移分别为最大值和最小值的情况下，电子在刚穿出两板之间时的动能之比为多少？。
人教版高中物理选修(3-1)第1章《静电场》ppt课件
1
情 景 切 入
2
知 识 导 航
3
学 法 指 导
情景切入
电闪雷鸣，是一种常出现在暴风雨中的自然现 象，它是那样的神秘，来去匆匆，稍纵即逝。 它给人们带来甘霖，同时也给人们带来恐惧。 几千年以Байду номын сангаас人们一直想探究其中的奥秘，更想 将它驾驭于手中。美国科学家富兰克林就曾冒 着生命危险，尝试用风筝去捕捉雷电。 雷电是怎样形成的？物体带电是怎么回事？电 荷有哪些特性？电荷间的相互作用遵从什么规 律？人类应该怎样利用这些规律？…… 这些问题正是本章要探究并做出解答的知识。
3．理清本章分析问题的两个角度。 一是电场力的性质——从电荷在电场中受力的 角度研究，侧重于利用牛顿运动定律分析处 理问题。 二是电场能的性质——从电场力做功使能量变 化的角度研究，侧重于利用功能关系、能量 守恒分析处理问题。
学 法 指 导
1．要重视对基本概念、基本规律的理解。 基本概念多且抽象是这一章的突出特点。在 学习中要重视对物理现象的深入观察和对物 理规律的亲身体验，例如课本的“说一 说”“做一做”“静电感应”“电容器的电 容”等，经过深入观察和亲身体验后，物理 知识不仅容易领悟而且印象深刻。
2．要重视科学研究方法的学习。 本章中涉及许多重要的研究方法，例如理想 化物理模型——点电荷、电场线、等势面等； 比值法定义物理量——电场强度、电势及电容 器的电容等概念；类比方法的运用——电场与 重力场有许多相似之处，电场力做功与电势 能的变化关系和重力做功与重力势能的变化 关系也有相似之处。这些方法需要认真地体 会和理解，以提高认知的境界。
知识导航
本章是高中阶段电学内容的开始，在整个高 中物理知识体系中具有承上(力学)启下(电磁 学)的重要位置。 本章知识在结构上可以分为三个单元：1～3 节为第一单元，主要学习电学中两个最基本 的定律——电荷守恒定律和库仑定律，学习描 述电场力的性质的物理量——电场强度；4～6 节为第二单元，学习描述电场能的性质的物 理量——电势、电势差，电势差与电场强度的 关系；7～8节为第三单元，主要学习电场知 识的应用——电容器、电容，带电粒子在电场 中的加速和偏转，还简单介绍了静电现象在
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高中物理学习材料唐玲收集整理章末总结第一部分题型探究静电力与平衡把质量m 的带负电小球A ，用绝缘细绳悬起，若将带电荷量为Q 的带正电球B 靠近A ，当两个带电小球在同一高度相距r 时，绳与竖直方向成α角．试求：(1)A 球受到的绳子拉力多大？ (2)A 球带电荷量是多少？【思路点拨】(1)对小球A 受力分析，受重力、静电引力和绳子的拉力，根据三力平衡求出绳子拉力；(2)根据库仑定律求出小球A 的带电量．解析：(1)带负电的小球A 处于平衡状态，A 受到库仑力F ′、重力mg 以及绳子的拉力T 的作用，其合力为零．因此mg －Tcos α＝0，F ′－Tsin α＝0得T ＝mgcos α，F ′＝mgtan α.(2)根据库仑定律F ′＝k qQr 2，所以A 球带电荷量为q ＝mgr 2tan αkQ.答案：(1)A球受到的绳子拉力F′＝mgtan α(2)A球带电荷量是q＝mgr2tan αkQ小结：本题先根据平衡条件得到库仑力，再根据库仑定律求出B 球的带电量．►针对性训练1．用两根长度均为L的绝缘细线各系一个小球，并悬挂于同一点．已知两小球质量均为m，当它们带上等量同种电荷时，两细线与竖直方向的夹角均为θ，如图所示．若已知静电力常量为k，重力加速度为g.求：(1)小球所受拉力的大小；(2)小球所带的电荷量．解析：(1)对小球进行受力分析，如图所示．设绳子对小球的拉力为T ，则T ＝mgcos θ(2)设小球在水平方向受到库仑力的大小为F ，则F ＝mgtan θ，又因为：F ＝k Q 2r2，r ＝2Lsin θ所以Q ＝2Lsin mgtan θk. 答案：见解析 粒子在电场中的运动一带电的粒子射入一固定的点电荷Q 形成的电场中，沿图中虚线由a 点运动到b 点，a 、b 两点到点电荷的距离分别是r a 、r b ，且r a ＞r b ，若粒子只受电场力，则在这一过程中( )A ．粒子一定带正电荷B ．电场力一定对粒子做负功C ．粒子在b 点的电势一定高于a 点的电势D ．粒子在b 点的加速度一定小于在a 点的加速度【思路点拨】由于粒子运动的轨迹是远离电荷Q的，所以可以判断它们应该是带同种电荷；再由电场力的方向和粒子运动的方向的关系，可以判断做功的情况；根据电场线的疏密可以判断出场强的大小，进而可以判断出电场力和加速度的大小．解析：A.由粒子的运动的轨迹可以判断出粒子和点电荷Q之间的作用力是互相排斥的，所以它们应该是带同种电荷，但不一定就是带正电荷，所以A错误．B．由于粒子和点电荷Q之间的作用力是互相排斥的，而粒子是向着电荷运动的，也就是库仑力的方向和粒子运动的方向是相反的，由功的公式可以判断电场力一定对粒子做负功，所以B正确．C．由A的分析可知，不能判断Q带的电荷的性质，所以不能判断ab点的电势的高低，所以C错误．D．由于r a＞r b，根据E＝k Qr2可以判断a点的场强要比b点小，所以粒子在b点时受的电场力比较大，加速度也就大，所以D错误．答案：B小结：本题是对电场性质的考查，根据粒子的运动的轨迹判断出粒子和电荷Q所带的电荷的性质，是解决本题的关键，当然还要理解电场线与场强的关系．►针对性训练2．(多选)一带电粒子在正电荷形成的电场中，运动轨迹如图所示的abcd曲线，下列判断正确的是(BC)A．粒子带负电B．粒子通过a点时的速度比通过b点时大C．粒子在a点受到的电场力比b点小D．粒子在a点时的电势能比b点大解析：A.轨迹弯曲的方向大致指向合力的方向，知电场力背离正电荷方向，所以该粒子带正电．故A错误．B．从a到b，电场力做负功，根据动能定理，动能减小，a点动能大于b点动能，则a点速度大于b点的速度．故B正确．C．b点的电场线比a点电场线密，所以b点的电场强度大于a 点的电场强度，所以粒子在a点的电场力比b点小．故C正确．D．从a到b，电场力做负功，电势能增加．所以a点的电势能小于b点的电势能．故D错误．功能关系在电场中的运用如图所示，在点电荷＋Q的电场中有A、B两点，将质子和α粒子(带电荷量是质子的2倍，质量是质子的4倍)分别从A点由静止释放到达B点时，它们速度大小之比为多少？解析：质子和α粒子都是正离子，从A 点释放后将受电场力作用，加速运动到B 点，设AB 间的电势差为U ，根据动能定理得：对质子：q H U ＝12m H v 2H ①对α粒子：q αU ＝12m αv 2α ②由①②得v Hv α＝q H m αq αm H ＝21答案：将质子和α粒子分别从A 点由静止释放到达B 点时，它们的速度大小之比是2∶1.►针对性训练3．如图所示，一电子(质量为m ，电量绝对值为e)处于电压为U 的水平加速电场的左极板A 内侧，在电场力作用下由静止开始运动，然后穿过极板B 中间的小孔在距水平极板M 、N 等距处垂直进入板间的匀强偏转电场．若偏转电场的两极板间距为d ，板长为l ，求：(1)电子刚进入偏转电场时的速度v 0；(2)要使电子能从平行极板M 、N 间飞出，两个极板间所能加的最大偏转电压U max ′.解析：(1)在加速电场中，由动能定理有： eU ＝12mv 20－0①解①得：v 0＝2eUm.② (2)电子在偏转电场中做类平抛运动，有： 平行极板方向：l ＝v 0t ③ 垂直极板方向：y ＝12eU ′dm t 2④要飞出极板区：y ≤d2 ⑤联解③④⑤式得：U ′≤2d 2l 2U ，即U ′max ＝2d 2l 2U.⑥答案：见解析 创新探究有这样一种观点：有质量的物体都会在其周围空间产生引力场，而一个有质量的物体在其他有质量的物体所产生的引力场中，都要受到该引力场的引力(即万有引力)作用，这种情况可以与电场类比，那么，在地球产生的引力场中重力加速度，可以与电场中下列哪个物理量相类比( )A ．电势B ．电势能C ．电场强度D ．电场力解析：本题的情境比较新，引力场与电场是两个不同性质的场，但有可比性．引力场的特点是对处于引力场的有质量的物体有力的作用即F ＝mg ，g 为重力加速度，这是引力场中力的性质．而电场的特点是对处于电场的电荷有力的作用即F ＝Eq ，E 为电场强度．两者都是从力的角度显示场的重要性质．答案：C第二部分 典型错误释疑典型错误之一 忽视对电性的讨论真空中两个静止点电荷相距10 cm ，它们之间的相互作用力大小为9×10－4 N ，当它们合在一起时，成为一个带电量为3×10－8 C 的点电荷，问：原来两个电荷的带电量各为多少？【错解】根据电荷守恒定律：q 1＋q 2＝3×10－8 C ＝a ①根据库仑定律：q 1q 2＝r 2k F ＝（10×10－2）29×109×9×10－4 C 2＝1×10－15 C 2＝b以q 2＝bq 1代入①式得：q 21－aq 1＋b ＝0解得q 1＝12(a ±a 2－4b)＝12(3×10－8±9×10－16－4×10－15)C.【分析纠错】学生的思维缺乏全面性，因两点电荷有可能同号，也有可能异号．题中仅给出相互作用力的大小，两点电荷可能异号，按电荷异号计算．由q 1－q 2＝3×10－8 C ＝a. q 1q 2＝1×10－15 C 2＝b.得q 21－aq 1－b ＝0，由此解得：q 1＝5×10－8 Cq 2＝－2×10－8 C.典型错误之二 因错误理解直线运动的条件而出错如图所示，一粒子质量为m ，带电量为＋q ，以初速度v 与水平方向成45°角射向空间匀强电场区域，粒子恰做直线运动．求这匀强电场最小场强的大小，并说明方向．【错解】因粒子恰做直线运动，所以电场力刚好等于mg ，即电场强度的最小值为：E min ＝mg q.【分析纠错】因粒子恰做直线运动，说明粒子所受的合外力与速度平行，但不一定做匀速直线运动，还可能做匀减速运动．受力图如图所示，显然最小的电场强度应是：E min ＝mgsin 45°q ＝2mg2q，方向垂直于v 斜向上方．典型错误之三 因错误判断带电体的运动情况而出错质量为m 的物块，带正电Q ，开始时让它静止在倾角α＝60°的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在水平方向、大小为E ＝3mgQ 的匀强电场，如图所示，斜面高为H ，释放物体后，物块落地的速度大小为( )A.（2＋3）gHB.52gH C ．22gH D ．223gH 【错解】不少同学在做这道题时，一看到“固定光滑绝缘斜面”就想物体沿光滑斜面下滑不受摩擦力作用，由动能定理得：mgH ＋QEH2＝12mv 2，得v ＝（2＋3）gH 而错选A. 【分析纠错】其实“固定光滑绝缘斜面”是干扰因素，只要分析物体的受力就不难发现，物体根本不会沿斜面下滑，而是沿着重力和电场力合力的方向做匀加速直线运动，弄清了这一点，就很容易求得本题正确答案应是C.典型错误之四 因忽视偏转电场做功的变化而出错一个动能为E k 的带电粒子，垂直于电场线方向飞入平行板电容器，飞出电容器时动能为2E k ，如果使这个带电粒子的初速度变为原来的两倍，那么它飞出电容器时的动能变为( )A ．8E kB ．5E kC ．4.25E kD ．4E k【错解】当初动能为E k时，未动能为2E k，所以电场力做功为W ＝E k；当带电粒子的初速度变为原来的两倍时，初动能为4E k，电场力做功为W＝E k；所以它飞出电容器时的动能变为5E k，即B选项正确．【分析纠错】因为偏转距离为y＝qUL22mdv20，所以带电粒子的初速度变为原来的两倍时，偏转距离变为y4，所以电场力做功只有W＝0.25E k，所以它飞出电容器时的动能变为4.25E k，即C选项正确．。
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高中物理学习材料桑水制作章末总结第一部分题型探究静电力与平衡把质量m 的带负电小球A ，用绝缘细绳悬起，若将带电荷量为Q 的带正电球B 靠近A ，当两个带电小球在同一高度相距r 时，绳与竖直方向成α角．试求：(1)A 球受到的绳子拉力多大？ (2)A 球带电荷量是多少？【思路点拨】(1)对小球A 受力分析，受重力、静电引力和绳子的拉力，根据三力平衡求出绳子拉力；(2)根据库仑定律求出小球A 的带电量．解析：(1)带负电的小球A 处于平衡状态，A 受到库仑力F ′、重力mg 以及绳子的拉力T 的作用，其合力为零．因此mg －Tcos α＝0，F ′－Tsin α＝0得T ＝mgcos α，F ′＝mgtan α.(2)根据库仑定律F ′＝k qQr 2，所以A 球带电荷量为q ＝mgr 2tan αkQ.答案：(1)A球受到的绳子拉力F′＝mgtan α(2)A球带电荷量是q＝mgr2tan αkQ小结：本题先根据平衡条件得到库仑力，再根据库仑定律求出B 球的带电量．►针对性训练1．用两根长度均为L的绝缘细线各系一个小球，并悬挂于同一点．已知两小球质量均为m，当它们带上等量同种电荷时，两细线与竖直方向的夹角均为θ，如图所示．若已知静电力常量为k，重力加速度为g.求：(1)小球所受拉力的大小；(2)小球所带的电荷量．解析：(1)对小球进行受力分析，如图所示．设绳子对小球的拉力为T ，则T ＝mgcos θ(2)设小球在水平方向受到库仑力的大小为F ，则F ＝mgtan θ，又因为：F ＝k Q 2r2，r ＝2Lsin θ所以Q ＝2Lsin mgtan θk. 答案：见解析 粒子在电场中的运动一带电的粒子射入一固定的点电荷Q 形成的电场中，沿图中虚线由a 点运动到b 点，a 、b 两点到点电荷的距离分别是r a 、r b ，且r a ＞r b ，若粒子只受电场力，则在这一过程中( )A ．粒子一定带正电荷B ．电场力一定对粒子做负功C ．粒子在b 点的电势一定高于a 点的电势D ．粒子在b 点的加速度一定小于在a 点的加速度【思路点拨】由于粒子运动的轨迹是远离电荷Q的，所以可以判断它们应该是带同种电荷；再由电场力的方向和粒子运动的方向的关系，可以判断做功的情况；根据电场线的疏密可以判断出场强的大小，进而可以判断出电场力和加速度的大小．解析：A.由粒子的运动的轨迹可以判断出粒子和点电荷Q之间的作用力是互相排斥的，所以它们应该是带同种电荷，但不一定就是带正电荷，所以A错误．B．由于粒子和点电荷Q之间的作用力是互相排斥的，而粒子是向着电荷运动的，也就是库仑力的方向和粒子运动的方向是相反的，由功的公式可以判断电场力一定对粒子做负功，所以B正确．C．由A的分析可知，不能判断Q带的电荷的性质，所以不能判断ab点的电势的高低，所以C错误．D．由于r a＞r b，根据E＝k Qr2可以判断a点的场强要比b点小，所以粒子在b点时受的电场力比较大，加速度也就大，所以D错误．答案：B小结：本题是对电场性质的考查，根据粒子的运动的轨迹判断出粒子和电荷Q所带的电荷的性质，是解决本题的关键，当然还要理解电场线与场强的关系．►针对性训练2．(多选)一带电粒子在正电荷形成的电场中，运动轨迹如图所示的abcd曲线，下列判断正确的是(BC)A．粒子带负电B．粒子通过a点时的速度比通过b点时大C．粒子在a点受到的电场力比b点小D．粒子在a点时的电势能比b点大解析：A.轨迹弯曲的方向大致指向合力的方向，知电场力背离正电荷方向，所以该粒子带正电．故A错误．B．从a到b，电场力做负功，根据动能定理，动能减小，a点动能大于b点动能，则a点速度大于b点的速度．故B正确．C．b点的电场线比a点电场线密，所以b点的电场强度大于a 点的电场强度，所以粒子在a点的电场力比b点小．故C正确．D．从a到b，电场力做负功，电势能增加．所以a点的电势能小于b点的电势能．故D错误．功能关系在电场中的运用如图所示，在点电荷＋Q的电场中有A、B两点，将质子和α粒子(带电荷量是质子的2倍，质量是质子的4倍)分别从A点由静止释放到达B点时，它们速度大小之比为多少？解析：质子和α粒子都是正离子，从A 点释放后将受电场力作用，加速运动到B 点，设AB 间的电势差为U ，根据动能定理得：对质子：q H U ＝12m H v 2H ①对α粒子：q αU ＝12m αv 2α ②由①②得v Hv α＝q H m αq αm H ＝21答案：将质子和α粒子分别从A 点由静止释放到达B 点时，它们的速度大小之比是2∶1.►针对性训练3．如图所示，一电子(质量为m ，电量绝对值为e)处于电压为U 的水平加速电场的左极板A 内侧，在电场力作用下由静止开始运动，然后穿过极板B 中间的小孔在距水平极板M 、N 等距处垂直进入板间的匀强偏转电场．若偏转电场的两极板间距为d ，板长为l ，求：(1)电子刚进入偏转电场时的速度v 0；(2)要使电子能从平行极板M 、N 间飞出，两个极板间所能加的最大偏转电压U max ′.解析：(1)在加速电场中，由动能定理有： eU ＝12mv 20－0①解①得：v 0＝2eUm.② (2)电子在偏转电场中做类平抛运动，有： 平行极板方向：l ＝v 0t ③ 垂直极板方向：y ＝12eU ′dm t 2④要飞出极板区：y ≤d2 ⑤联解③④⑤式得：U ′≤2d 2l 2U ，即U ′max ＝2d 2l 2U.⑥答案：见解析 创新探究有这样一种观点：有质量的物体都会在其周围空间产生引力场，而一个有质量的物体在其他有质量的物体所产生的引力场中，都要受到该引力场的引力(即万有引力)作用，这种情况可以与电场类比，那么，在地球产生的引力场中重力加速度，可以与电场中下列哪个物理量相类比( )A ．电势B ．电势能C ．电场强度D ．电场力解析：本题的情境比较新，引力场与电场是两个不同性质的场，但有可比性．引力场的特点是对处于引力场的有质量的物体有力的作用即F ＝mg ，g 为重力加速度，这是引力场中力的性质．而电场的特点是对处于电场的电荷有力的作用即F ＝Eq ，E 为电场强度．两者都是从力的角度显示场的重要性质．答案：C第二部分 典型错误释疑典型错误之一 忽视对电性的讨论真空中两个静止点电荷相距10 cm ，它们之间的相互作用力大小为9×10－4 N ，当它们合在一起时，成为一个带电量为3×10－8 C 的点电荷，问：原来两个电荷的带电量各为多少？【错解】根据电荷守恒定律：q 1＋q 2＝3×10－8 C ＝a ①根据库仑定律：q 1q 2＝r 2k F ＝（10×10－2）29×109×9×10－4 C 2＝1×10－15 C 2＝b以q 2＝bq 1代入①式得：q 21－aq 1＋b ＝0解得q 1＝12(a ±a 2－4b)＝12(3×10－8±9×10－16－4×10－15)C.【分析纠错】学生的思维缺乏全面性，因两点电荷有可能同号，也有可能异号．题中仅给出相互作用力的大小，两点电荷可能异号，按电荷异号计算．由q 1－q 2＝3×10－8 C ＝a. q 1q 2＝1×10－15 C 2＝b.得q 21－aq 1－b ＝0，由此解得：q 1＝5×10－8 Cq 2＝－2×10－8 C.典型错误之二 因错误理解直线运动的条件而出错如图所示，一粒子质量为m ，带电量为＋q ，以初速度v 与水平方向成45°角射向空间匀强电场区域，粒子恰做直线运动．求这匀强电场最小场强的大小，并说明方向．【错解】因粒子恰做直线运动，所以电场力刚好等于mg ，即电场强度的最小值为：E min ＝mg q.【分析纠错】因粒子恰做直线运动，说明粒子所受的合外力与速度平行，但不一定做匀速直线运动，还可能做匀减速运动．受力图如图所示，显然最小的电场强度应是：E min ＝mgsin 45°q ＝2mg2q，方向垂直于v 斜向上方．典型错误之三 因错误判断带电体的运动情况而出错质量为m 的物块，带正电Q ，开始时让它静止在倾角α＝60°的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在水平方向、大小为E ＝3mgQ 的匀强电场，如图所示，斜面高为H ，释放物体后，物块落地的速度大小为( )A.（2＋3）gHB.52gH C ．22gH D ．223gH 【错解】不少同学在做这道题时，一看到“固定光滑绝缘斜面”就想物体沿光滑斜面下滑不受摩擦力作用，由动能定理得：mgH ＋QEH2＝12mv 2，得v ＝（2＋3）gH 而错选A. 【分析纠错】其实“固定光滑绝缘斜面”是干扰因素，只要分析物体的受力就不难发现，物体根本不会沿斜面下滑，而是沿着重力和电场力合力的方向做匀加速直线运动，弄清了这一点，就很容易求得本题正确答案应是C.典型错误之四 因忽视偏转电场做功的变化而出错一个动能为E k 的带电粒子，垂直于电场线方向飞入平行板电容器，飞出电容器时动能为2E k ，如果使这个带电粒子的初速度变为原来的两倍，那么它飞出电容器时的动能变为( )A ．8E kB ．5E kC ．4.25E kD ．4E k【错解】当初动能为E k时，未动能为2E k，所以电场力做功为W ＝E k；当带电粒子的初速度变为原来的两倍时，初动能为4E k，电场力做功为W＝E k；所以它飞出电容器时的动能变为5E k，即B选项正确．【分析纠错】因为偏转距离为y＝qUL22mdv20，所以带电粒子的初速度变为原来的两倍时，偏转距离变为y4，所以电场力做功只有W＝0.25E k，所以它飞出电容器时的动能变为4.25E k，即C选项正确．。
最新人教版高中物理选修3-1第一章《电势差》课件
功与电势能变化的关系可得：WAB＝ EpA －EpB，
而 EpA＝qφA，EpB＝qφB。所以 WAB＝ q(φA－φB)
＝q UAB 。
结论：电场力的功与运动路径无关，只与 初末位置电势差有关。
1.定义 电场中A、B两点间的电势差等于电—场—力
目标二、电势差与电场力做功的关系
思考1、在重力场中，物体沿不同路径从A点下
降到B点，重力做功WAB怎么求？
WAB = EPA – EPB
A
= mghA – mghB hA
= mg△h
B hB
结论：重力的功只与初末位置的高度差有 关，与运动路径无关。
类比问题1、在电场中，电场力的功 与电势差之间又有什么关系呢？
电势差
学习目标
探究电势差和电势之间的关系 探究电势差与电场力做功的关系
类比法
电势 电势差 电场力的功
高度 高度差 重力的功
问题与讨论
目标一、电势差与电势之间的关系 思考1、在重力场中，某点的高度与 测量起点有关。若选择不同的测量 起点，某一位置的高度变不变？
变
思考2、两点之间的高度差变不变？
不变
A．电势差的定义式UAB＝
WAB q
，说明两点间的电势差UAB与
电场力做功WAB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比
B．把正电荷从A点移到B点电场力做正功，则有UAB>0
C．电势差的定义式中，UAB与移动电荷的电荷量q无关
D．电场中A、B两点间的电势差UAB等于把正电荷q从A点移动 到B点时电场力做的功
做的功与电荷量q的比值。
2、公式
WAB qU AB
U AB
人教版高中物理选修3-1课件章末小结1
物 理 选
系 φ＝Eqp，UAB＝WqAB；WAB＝ΔEpAB＝EpA－EpB
修
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3-1 ·
第一章 静电场
[特别提醒]场强为零的点，电势、电势能不一定为零；电势为零的点，场 强不一定为零，电势能一定为零；电势能为零的点，场强不一定为零，电势一 定为零。
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第一章 静电场
2．常见的几种功能关系 (1)只要外力做功不为零，物体的动能就要改变(动能定理)。 (2)静电力只要做功，物体的电势能就要改变，且静电力做的功等于电势能 的减少量。如果只有静电力做功，物体的动能和电势能之间相互转化，总量不 变(类似机械能守恒定律)。 (3)如果除了重力和静电力之外，无其他力做功，则物体的动能、重力势能 和电势能三者之和不变。
物 理 选 修
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3-1 ·
3-1 ·
第一章 静电场
物
(1)O处点电荷的电性和电荷量；
理
选 修
(2)两金属板间所加的电压。
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第一章 静电场
解析：(1)粒子进入圆管后受到点电荷 Q 的库仑力作匀速圆周运动，粒子带
正电，则知 O 处点电荷带负电。由几何关系知，粒子在 D 点速度方向与水平方
定 义
E＝Fq
φ＝Eqp
UAB＝WqAB
Ep＝qφ
物 理 选 修
矢 标 性
矢量，方向与 放在该点的 正电荷的受 力方向相同
标量，有正负， 正负只表示大小
标量，有正负， 正负表示电势高 低
标量，有正负，正负 由电势正负和电荷正 负共同决定，简记为： 正正得正，负负得正， 正负得负
人教版高中物理选修3-1课件第一章探究静电力
２、不完全相同的金属物体接触后电荷分配规律： 不一定均分，分配的比例与两个导体的大小及形 状有关，如果两个导体的大小形状确定，则分配 比例一定
二、含库仑力的共点力的平衡
分析方法与力学相同 (1)确定对象 (2)受力分析 (3)合成或正交分解 (4)运用平衡条件
例5、 A、B两个点电荷，相距为r，A带有9Q的正电 荷，B带有4Q的正电荷
课堂训练4
下列说法中正确的是（ ）D
A.点电荷就是体积很小的电荷．
B.点电荷就是体积和带电量都很小的带电体．
C.根据 当r
可知F， k
0 时，F
q1q2 r∞ 2
D.静电力常量的数值是由实验得到的．
课堂训练5
真空中有两个点电荷，它们之间的静电力为F，若
将每个电荷的电量都加倍，同时使它们之间的距
A、F
B、2F
C、
D、
课堂训练2
思考题:当两个带电体之间的距离趋近于零时，库 仑力将趋于无穷大吗？
【答】：不，此时不能看成点电荷
课堂训练3
关于点电荷的下列说法中不正确的是（ C） A.真正的点电荷是不存在的． B.点电荷是一种理想模型． C.足够小的电荷就是点电荷． 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
例7、 如图，质量均为m的三个带电小球A、 B、C，放置在光滑的绝缘水平面上，彼此 相隔的距离为L，（L比球半径r大的多）， B球带电量为QB=-3q，A球带电量为QA=6q, 若在C上加一水平向右的恒力F，要使A、B、 C三球始终保持L的间距运动，求
（1）F的大小？ （2）C球所带电量为多少？带何种电荷？
一、点电荷 是一种理想模型.当带电体的线度比起相 互作用的距离小很多时,带电体可视为点电荷.