课堂讲义同步系列高中物理教科选修31课件：第一章 静电场 第7节
人教版高中物理(选修3-1) 重、难点梳理
人教版高中物理(选修3-1) 重、难点梳理
第一章 电 场
§1.1 电荷及其守恒定律
一、课标及其解读
1、了解摩擦起电和感应起电，知道元电荷（①知道自然界存在两种电荷。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；②了解摩擦起电、感应起电，能从物质微观结构的角度认识物体带电的本质；③知道元电荷、电荷量的概念，知道电荷量不连续变化。）
2、用原子结构和电荷守恒的知识分析静电现象（①知道电荷守恒定律；②应掌握完全相同的两个带电金属球相互接触后，电荷间的分配关系。）
3、了解静电现象及其在生产、生活中的应用（如静电喷涂、静电复印、经典植绒、静电除尘等。）
二、教学重点
从物质微观结构的角度认识物体带电的本质。
三、教学难点
起电的本质
四、教学易错点
1、在静电感应现象中，金属导体内移动的是电子，而不是质子；
2、元电荷是电荷量，并不是某个实体电荷；
3、电荷量是不连续的，电荷的正负表示其带电性质。
五、教学疑点
1、对起电方式及实质的理解（①对物质内部微观结构分析，说明部分物质内部电子可以自由移动；②电荷守恒，说明起电的实质不是新电荷的产生。）
2、电中性的解释，加深学生对起电的理解。
六、教学资源
（一）教材中重视的问题
1、关于静电现象方面的知识，初中已有介绍，而高中则更侧重于从物质微观结构的角度去认识物体带电的本质，如教材中提到的导体与绝缘体；
2、能用静电现象解释生活中的现象（如课本P5第1题）。
（二）教材中重要的思想方法
1、各种守恒定律是物理学的基本规律，本节进一步突出守恒的思想；
2、培养学生对实验现象进行归纳、总结的能力，教材中各种实验现象均未给出具体的结论，这就要求教学中要渗透科学探究的思想方法。
§1.2 库仑定律
一、教学要求 1、知道点电荷，体会科学探究中的理想模型方法（①了解点电荷；②明确点电荷是个理想模型及把物体看成点电荷的条件；③体会理想化物体模型在科学研究中的作用与意义。）
高二物理 选修3-1 第一章 静电场 教案
精心整理
来源网络，仅 供个人学习参考 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me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/C2
b、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精心整理
来源网络，仅 供个人学习参考 独在该点产生的电场强度的矢量和）
高中物理 第一章 静电场 1.9 静电平衡的特征及应用学案 新人教版选修31
静电平衡的特征及应用
一、考点突破：
知识点 考纲要求 题型 说明
静电平衡的特征及应用 1. 理解什么是静电平衡状态；
2. 掌握处于静电平衡状态下的导体的特点；
3. 知道静电屏蔽及其应用。 选择题
计算题 本知识点属于高考重点，常以静电感应为基础，考查场强的叠加，重点考查处于静电平衡状态下的导体的特征。
二、重难点提示：
重点： 1. 理解什么是静电平衡状态；
2. 掌握处于静电平衡状态下的导体的特点。
难点：静电屏蔽现象。
1. 静电感应
把金属导体放在外电场外E中，由于导体内的自由电子受电场力作用产生定向移动，使得导体两端出现等量的异种电荷，这种由于导体内的自由电子在外电场力作用下重新分布的现象叫作静电感应。（在靠近带电体端感应出异种电荷，在远离带电体端感应出同种电荷）。
由带电粒子在电场中受力去分析。静电感应可从两个角度来理解：
①根据同种电荷相排斥，异种电荷相吸引来解释；
②也可以从电势的角度来解释，导体中的电子总是沿电势高的方向移动。
2. 静电平衡
（1）静电平衡
发生静电感应后的导体，两端面出现等量感应电荷，在导体内部，感应电荷产生一个附加电场E附，这个E附与原电场方向相反，当E附增大到与原电场等大时，导体内合场强为零，自由电子定向移动停止，这时的导体处于静电平衡状态。
注意：没有定向移动不是说导体内部的电荷不动，内部的电子仍在做无规则的运动。
（2）处于静电平衡状态下的导体的特点
①内部场强处处为零，电场线在导体内部中断。导体内部的电场强度是外加电场和感应电荷产生的电场这两种电场叠加的结果。
②整个导体是等势体，表面是个等势面；导体表面上任意两点间电势差为零。
（因为假如导体中某两点电势不相等，则这两点有电势差，那么电荷就会定向运动）
③表面上任何一点的场强方向都跟该点表面垂直；（因为假如不是这样，场强就有一个沿导体表面的分量，导体上的电荷就会发生定向移动，这就不是平衡状态了）
2019-2020学年高二物理鲁科版选修3-1同步课堂：(5)电场力做功与电势能 Word版含答案
第 1 页 共 7 页电场力做功与电势能1、关于电荷的电势能,下列说法正确的是( )A.在电场强度大的地方,电荷的电势能一定大B.在电场强度为零的地方,电荷的电势能一定为零C.只在静电力的作用下,电荷的电势能一定减少D.只在静电力的作用下,电荷的电势能可能增加,也可能减少2、在如图所示的电场中，将一个负电荷从A点移到B点，下列说法正确的是( )A．A点场强比B点大B．电荷在A点受力大C．整个过程电场力做负功D．整个过程电势能减小3、如图所示, ,在c点固定一负电荷,将一负电荷从a点移到b点,负电荷在a、b两3abb点的电势能分别为、,所受的电场力分别为、,则( )paEpbEaFbFA. B. C. D. papbEE3abFFpapbEE9abFF4、关于静电场,下列结论普遍成立的是( )A.电场强度大的地方电势高,电场强度小的地方电势低B.电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关C.在正电荷或负电荷产生的静电场中,场强方向都指向电势降低最快的方向D.将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点,电场力做功为零5、一个电量为q=+10-5C的电荷从电场内一点A运动到另一点B，电荷克服电场力做功0.006J（电荷只受电场力作用），在此过程电荷( )A．电势能增加0.006J B．电势能减少0.006J C．动能增加0.006J D．动能减少0.006J
第 2 页 共 7 页6、静电场在x轴上的场强E随x 的变化关系如图所示,x轴正方向为场强正方向,带正电的点电荷沿x轴运动,则点电荷( )A.在x2和x4处电势能相等B.由x1运动到x3的过程电势能减小C.由x1运动到x4的过程电场力先增大后减小D.由x1运动到x4的过程电场力先减小后增大7、如图所示,固定的光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块P,将另一个带电小物块Q在斜面的某位置由静止释放,它将沿斜面向上运动。设斜面足够长,则在向上运动的过程中( )A.小物块P、Q的电势能和动能之和先增大后减小B.小物块P、Q的重力势能和电势能之和先减小后增大C.小物块P、Q的重力势能和电势能之和先增大后减小D.小物块P、Q的重力势能和动能之和先增大后减小8、静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图所示，x轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷( )A.在和处电势能相等 2x4x
高中物理选修3-1_第1章电场_全套同步练习 2
用心 爱心 专心 第1章静电场第01节 电荷及其守恒定律
[知能准备]
1．自然界中存在两种电荷，即 电荷和 电荷．
2．物体的带电方式有三种：
（1）摩擦起电：两个不同的物体相互摩擦，失去电子的带 电，获得电子的带 电．
（2）感应起电：导体接近（不接触）带电体，使导体靠近带电体一端带上与带电体相 的电荷，而另一端带上与带电体相 的电荷．
（3）接触起电：不带电物体接触另一个带电物体，使带电体上的 转移到不带电的物体上．完全相同的两只带电金属小球接触时，电荷量分配规律：两球带异种电荷的先中和后平均分配；原来两球带同种电荷的总电荷量平均分配在两球上．
3．电荷守恒定律：电荷既不能 ，也不能 ，只能从一个物体转移到另一个物体；或从物体的一部分转移到另一部分，在转移的过程中，电荷的总量 ．
4．元电荷（基本电荷）：电子和质子所带等量的异种电荷，电荷量e =1.60×10-19C.实验指出，所有带电体的电荷量或者等于电荷量e，或者是电荷量e的整数倍．因此，电荷量e称为元电荷．电荷量e的数值最早由美国科学家 用实验测得的．
5．比荷：带电粒子的电荷量和质量的比值mq．电子的比荷为kgCmee/1076.111．
[同步导学]
1．物体带电的过程叫做起电，任何起电方式都是电荷的转移，而不是创造电荷．
2．在同一隔离系统中正、负电荷量的代数和总量不变．
例1 关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是（ ）
A．物体所带的电荷量可以为任意实数
B．物体所带的电荷量只能是某些特定值
C．物体带电＋1.60×10-9C，这是因为该物体失去了1.0×1010个电子
D．物体带电荷量的最小值为1.6×10-19C
解析：物体带电的原因是电子的得、失而引起的，物体带电荷量一定为e的整数倍，故A错，B、C、D正确．
2019-2020学年高二物理鲁科版选修3-1同步课堂：(5)电场力做功与电势能 Word版含答案 2
电场力做功与电势能
1、关于电荷的电势能,下列说法正确的是( )
A.在电场强度大的地方,电荷的电势能一定大
B.在电场强度为零的地方,电荷的电势能一定为零
C.只在静电力的作用下,电荷的电势能一定减少
D.只在静电力的作用下,电荷的电势能可能增加,也可能减少
2、在如图所示的电场中，将一个负电荷从A点移到B点，下列说法正确的是( )
A．A点场强比B点大
B．电荷在A点受力大
C．整个过程电场力做负功
D．整个过程电势能减小
3、如图所示,3abb ,在c点固定一负电荷,将一负电荷从a点移到b点,负电荷在a、b两点的电势能分别为paE、pbE,所受的电场力分别为aF、bF,则( )
A.papbEE B. 3abFF C.papbEE D.9abFF
4、关于静电场,下列结论普遍成立的是( )
A.电场强度大的地方电势高,电场强度小的地方电势低
B.电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关
C.在正电荷或负电荷产生的静电场中,场强方向都指向电势降低最快的方向
D.将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点,电场力做功为零
5、一个电量为q=+10-5C的电荷从电场内一点A运动到另一点B，电荷克服电场力做功0.006J（电荷只受电场力作用），在此过程电荷( )
A．电势能增加0.006J B．电势能减少0.006J
C．动能增加0.006J D．动能减少0.006J
6、静电场在x轴上的场强E随x 的变化关系如图所示,x轴正方向为场强正方向,带正电的点电荷沿x轴运动,则点电荷(
)
A.在x2和x4处电势能相等
B.由x1运动到x3的过程电势能减小
C.由x1运动到x4的过程电场力先增大后减小
D.由x1运动到x4的过程电场力先减小后增大
7、如图所示,固定的光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块P,将另一个带电小物块Q在斜面的某位置由静止释放,它将沿斜面向上运动。设斜面足够长,则在向上运动的过程中(
【高中同步测控 优化设计】高中物理选修3-1同步练习：1.1电荷及其守恒定律 Word版含答案[ 高考]
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珍贵文档 第一章 静电场
1 电荷及其守恒定律
A组
1.带电微粒所带电荷量不可能是下列值中的( )
A.2.4×10-19 C B.-6.4×10-19 C
C.-1.6×10-18 C D.4.0×10-17 C
解析:任何带电物体的电荷量都是元电荷的整数倍,2.4×10-19 C不是元电荷的整数倍。
答案:A
2.把一个带电棒移近并接触一个带正电的验电器的过程中,金属箔片先闭合后又张开,说明棒上带的是( )
A.正电荷
B.负电荷
C.可以是正电荷,也可以是负电荷
D.带电棒上先带正电荷,后带负电荷
解析:验电器的金属箔片开始时带正电,带电棒靠近并接触验电器时,金属箔片先闭合后张开,说明金属箔片所带正电荷先被吸引而转移,后来金属箔片带上负电荷,所以又会张开,由此判断,带电棒带负电。
答案:B
3.绝缘细线上端固定,下端悬挂一轻质小球A,A的表面镀有铝膜,在A的近旁有一金属球B,开始时A、B都不带电,如图所示,现使B带电,则(
)
A.A、B间不发生相互作用
B.B将吸引A,吸住后不放开
C.B立即把A排斥开
D.B先吸引A,接触后又把A排斥开
解析:不带电的小球A靠近带电金属球B时,由于静电感应,A上将产生感应电荷,B对A的引力大于斥力,所以B要吸引A。当A与B接触后,由于接触起电,A与B带上同号电荷,B要排斥A。
答案:D
4.如图所示,原来不带电的绝缘金属导体MN,在其两端下面都悬挂金属验电箔,若使带负电的绝缘金属球A靠近导体M端,可能看到的现象是(
)
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N端带负电,M端带正电
D.两端的验电箔都张开,且N端带正电,M端带负电 专业文档
珍贵文档 解析:A靠近不带电导体的M端,MN由于静电感应带电。由于同性相斥,异性相吸,M端感应出正电荷,N端感应出负电荷。
答案:C
【高中物理】高中物理(人教版)选修1-1同步教师用书：第1章-第2节-电场
二、电场
学 习
目 标 知 识 脉
络
1．知道电场是客观存在的物质，认识电场．
2．理解电场强度的概念，会用电场强度描述电场．(重点)
3．知道电场线，了解电场线的特点．(重点)
4．学会用电场线描述常见电场的分布．(难点、重点)
电 场 和 电 场 强 度
[先填空]
1．电场
(1)只要有电荷存在，电荷的周围就有电场．
电荷间相互作用是通过电场实现的．
(2)电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用．
(3)电场虽然看不见、摸不着，但它是客观存在的物质．
2．试探电荷
在电场中放入的电荷，它的电荷量要非常小，体积也要充分小．
3．电场强度
(1)定义：放入电场中某点的电荷，所受静电力F跟它的电荷量的比值，叫做该点的电场强度，简称场强．
(2)公式：E＝Fq.
(3)单位：牛每库(N/C)．
(4)方向：电场强度是矢量，不仅有大小，还有方向．物理学上规定：正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点场强的方向，负电荷受电场力的方向与该点场强的方向相反．
(5)物理意义：电场强度是描述电场强弱和方向的物理量．
[再判断]
1．在电荷周围有电场，其是客观存在的．(√)
2．如果把放入电场中某点的试探电荷取走，则那点的电场强度变为0.(×)
3．电荷在电场中的受力方向就是该点的场强方向．(×)
[后思考]
1．两个相隔一定距离的电荷可以产生相互作用，电荷之间是通过什么来传递相互作用呢？
【提示】 电荷之间是通过电场产生相互作用的．
2．电场强度的方向就是电荷受力的方向，对吗？
【提示】 不对．正电荷在电场中某点受电场力的方向为该点场强方向．负电荷受电场力的方向与该点场强方向相反．
1．对电场强度的理解
(1)电场强度是描述电场性质的物理量，与放入电场中的电荷无关，它的大小是由电场本身来决定的．
(2)公式E＝Fq是电场强度的定义式，适用于一切电场，但E不随F和q的变化而变化，不能说E与F成正比，也不能说E与q成反比．定义式仅告诉我们一种测量场强大小的方法．
【高中物理】高中物理(人教版)选修3-1同步教师用书： 第3章 2 磁感应强度
2 磁感应强度
学
习
目
标
知 识
脉 络
1.认识磁感应强度的概念及物理意义．
2．理解磁感应强度的方向、大小、定义式和单位．(重点)
3．进一步体会如何通过比值定义法定义物理量．(难点)
磁感应强度的方向
[先填空]
1．物理意义：磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量．
2．方向：小磁针北极所受力的方向或小磁针静止时北极的指向，简称磁场方向．
3．标矢性：磁感应强度是矢量．
[再判断]
1．与电场强度相似，磁场强度是表示磁场的强弱和方向的物理量．(×)
2．磁场的方向就是小磁针静止时所受合力的方向．(×)
3．小磁针的N极和S极所受磁场力的方向是相反的．(√)
[后思考]
磁场对通电导体也有力的作用，该力的方向是否为磁场方向？
【提示】 不是磁感应强度方向，二者垂直．
[合作探讨]
如图3-2-1所示，图甲中A、B两点处于正点电荷Q所形成的电场中，图乙中的C、D两点处于条形磁铁轴线上．
图3-2-1
探讨1：正检验电荷放在A处，负检验电荷放在B处所受的电场力的方向与该处电场方向的关系如何？
【提示】 相同、相反．
探讨2：在C处放置的小磁针N极的指向沿什么方向？此处磁感应强度的方向沿什么方向？
【提示】 小磁针N极指向沿轴线向左，磁感应强度的方向沿轴线向左．
探讨3：在D处放置的小磁针S极的指向沿什么方向？此处磁感应强度的方向沿什么方向？
【提示】 小磁针S极指向沿轴线向右，此处磁感应强度的方向沿轴线向左．
[核心点击]
磁场的方向的几种表述方式
小磁针在磁场中静止时所受合力为零，即N极与S极所受磁场力平衡．所以磁场方向应描述为小磁针N极受力方向或静止时N极所指的方向，而不能说成是小磁针的受力方向．磁场的方向可有以下四种表达方式：
(1)小磁针静止时N极所指的方向，即N极受力的方向．
(2)小磁针静止时S极所指的反方向，即S极受力的反方向．
(3)磁场的方向就是磁感应强度B的方向．
静电场第10课时电容器的电容-高中物理选修3-1同步练习检测题
1. 电容器
①电容器：任何两个彼此绝缘、相互靠近的导体可组成一个电容器，能贮藏电荷和能量。
②电容器的充电和放电：
充电：把电容器两个极板分别与电源的正负极相连，使电容器的两个极板分别带上等量异种电荷的过程。充电的过程是将电场能储存在电容器中的过程。
放电：用导线把充电后的电容器的两极板接触，使电容器两极板上的电荷中和的过程。放电的过程是将储存在电容器中的电场能转化为其他形式的能过程。
③电容器的额定电压和击穿电压：加在电容器上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏。此电压称为击穿电压。电容器工作的电压应低于击穿电压。额定电压是指电容器能正常工作的电压，比击穿电压要低。
2. 电容
定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间电势差U的比值，叫做电容器的电容，用符号C表示。
物理意义：电容是描述电容器容纳电荷本领大小的物理量，电容越大，表示电容器容纳电荷的本领越大。
定义式：QCU。
单位：在国际单位制中，电容的单位是法拉，简称法，符号是F。1法=1库/伏。
电容的常用单位还有微法（ μF ）和皮法（ pF ），它们之间的换算关系为6121F=10F=10pFμ。
3. 平行板电容器
构成：平行板电容器由靠得很近、相互平行、同样大小的两片金属板组成。
决定因素：平行板电容器的电容C与两极板的正对面积S成正比，与介质的相对介电常数r成正比，与两极板间的距离d成反比。
决定式：r4πSCkd， 式中r是相对介电常数，S是两极板的正对面积，d是两极板间的距离，k为静电常
量。
4. 常用电容器
常用电容器可分为固定电容器和可变电容器
固定电容器的电容是固定的，常用的有纸质电容器和电解电容器。
可变电容器由两组铝片组成，固定的一组叫定片，可以转动的一组铝片叫动片。
有一充电的平行板电容器，两板间电压为3V，现使它的电荷量减少3×10－4C，于是电容器两板间的电压降为原来的13 ，此电容器的电容是多大？电容器原来的带电荷量是多少？若电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容是多大？