3-1静电场教案讲义
静电场
一、静电现象与产生
1.静电产生
（1）使物体带电的三种方式微观解释
①摩擦起电：通过两种不同的物体相互摩擦是物体带电得失电子
②接触带电：通过与带电导体接触时物体带电方式电荷转移
③感应起电：通过静电感应使物体带电的方式电荷间相互作用
（2）带电体的电性
3.几个小球电量分配问题
①两个完全相同的带电金属球接触后再分开，电荷量Q A’’=Q B ’=
2Q
Q B
A
，代入电荷量数值时将电性符号一起带入进行代数运算
②三个完全相同的带电金属球接触后在分开，先用公式计算两个，结果再和第三个小球用公式计算
二、静电力、库仑定律
1.静电力与点电荷模型
（1）静电力：静止的带电体之间的相互作用
（2）点电荷：把本身的大小比相互之间的距离小得多的带电体称为点电荷 ①理解
a.点电荷是物理模型，只有电荷量，没有大小和形状的理想化模型，类比质点
b.把带电体看成点电荷的条件：带电体间的距离比它们自身大小大得多；
c.点电荷只具有相对意义，一个物体能否看成是点电荷要看其具体问题，不能凭带电体自身的大小和形状 2.库仑定律
（1）内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力F 的大小，跟它们的电荷量Q 的乘积成正比，跟他们的距离r 的平方成反比，作用力的方向沿着它们的连线。 （2
（3（4 （5F1为形得到
（6（731q q =3.
1.电场 （1）电电荷周电场，电场是一种客观存在，是物质存在的一种形式。
（2）电场力：电场对处于其中的电荷有力的作用，这种力成为电场力，静电力属于电场力 2.电场强度
（1）试探电荷：电场最明显的特征就是对处在其中的电荷有力的作用，检验电场是否存在和强弱分布的电荷称为试探电荷
（2）定义：把放入电场中某点的电荷受到的电场力F 与它的电荷量q 的比值用电场强度E 来表示 （3）定义式：q
F E =
（4）单位：在国际单位中为牛/库，符号：N/C,该单位是由力的单位和电荷量的单位共同决定的
（5）大小：电场强度的大小不是由力和电荷量决定的，是由场源电荷的电荷量和距离决定的，与试探电荷电性
（6 （73.（1（2 4.电场线
（1（2（3
①点电荷：
点电荷
等量异种
等量同种电荷
匀强电场
a.电场线为直线，正点电荷电场线从正点电荷出发延伸到无穷远处，负点电荷电场线从无穷远处出发延伸到负点电荷
b.点电荷的电场中没有电场强度相等的点，越靠近点电荷电场强度越大
②等量异种电荷：等量异种电荷的电场线是由两个等电荷量的带不同电性的点电荷的电场合成的所以电场线为曲线
a.两点电荷的电场强度方向由正电荷指向负电荷，沿电场线放箱先变大后变小，中点处的电场强度最小
b.两点电荷连线的中垂面上，电场强度的方向相同，且总与中垂面垂直指向负电荷，从中点处到无穷远处电场强度不断减小，在这条连线上中点处电场强度最大
a.
b.
a.
（4
（5
（6
1.电场强度的叠加原理：如果有几个点电荷同时存在，电场中的某一点的电场强度等于这几个点电荷在该点产生的电场强度的矢量和。可以类比静电力的叠加原理
2.静电平衡
（1）定义：物理学中将导体中没有电荷移动的状态称为静电平衡
（2）特点：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，感应电荷产生一个电场，这个电场与原电场方向相反，当导体内电场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。
（3）电荷分布特点：
①电荷只分布在导体的外表面上
②受导体形状影响，电荷分布不均匀，越尖锐的地方，电荷分布密度越大，外部附近的电场强度也越强 ③处于静电平衡的导体，离场源电荷较近的一段感应出与场源电荷电性相反的电荷，较远一端感应出与较近端等量的与场源电荷电性相同的电荷
④当两个彼此绝缘的导体用导线接触或者连接时，就可以把这两个导体看作是一个大导体，如果有的题中说
用手触摸某导体，其实就是导体通过人体与大地构成一个大导体
⑤由于导体在静电平衡时产生的内部电续强度是由于外部电场吸引或者排斥而产生的，所以在判断导体内场强大小的时候一定要注意方向与外场强相等，而大小与外场强相等
⑥再均匀带电的金属细杆中，某点P 的电场强度是由关于P 对称的两端之外的部分提供的
部分的
3.a.b.1.（1（2②公式（3①根据电场力和位移夹角判断，常用于匀强电场中，夹角为锐角，电场力做正功；夹角为钝角，电场力作负功。 ②根据电场力和瞬时速度夹角判断，常用于曲线运动中变化电场力，夹角为锐角，电场力做正功；夹角为钝角，电场力作负功，瞬时速度方向和电场力方向垂直时，电场力不做功 2.电势能
（1）概念：类比重力势能，电荷在电场中某点的电势能等于把该电荷从零势能面移动到该点克服电场力所做的功
（2（3 W AB =E PA —（41.电势
（1（2（3（4（5 （6）电势高低判断
①电场线法（常用）：沿着电场线方向，电势越来越低
②电势能法：对于正电荷，电势能越大，电势越高；对于负电荷，电势能越小，电势越高 ③场源电荷：离场源正电荷越近的点，电势越高；离场源负电荷越近的点，电势越低 ④电场力做功（常用）：
a.在电场中两点间移动正电荷，电场力做正功，电势能减小，电势降低
b.在电场中两点间移动负电荷，电场力做正功，电势能减小，电势升高 2.等势面
（1）定义：电场中电势相等的点构成的面叫做等势面，点电荷周围的静电场的等势面组成同心球 （2）特点：
①在等势面上移动电荷，电场力不做功，由公式q
E p =ϕ可知，在同一等势面上，电势相等，电荷量不变，电势
能也不变，电场力不做功 ②在空间中，两等势面不相交 ③等势面的选取与零势能面没有关系 ④与电场线的比较
（1）定义：带电较多的导体，在尖端部位，电场强度可以大到使周围空气发生电离而引起放电的程度，此事发生的放电现象就是尖端放电现象
（2）应用：避雷针就是应用尖端放电的原理来防止雷击造成危害的 三、电势差
1.电势差与电场力做功
（1）电势差定义：电场中两点间电视的差值叫做电势差，在电路中也叫电压，用字母U 表示，它与零势能面的选取没有关系
（2）电势差表示：电场中A 点的电势记做ϕA ，B 点电势记做ϕB ，则AB 间电势差为U AB =ϕA —ϕB
（3）电势差与场力做功：电荷q 在电场中从A 移动到B ，A 、B 两点间的电势差为U AB ，静电力做功W=Uq ，由W AB =E PA —E PB ，q
E p =
ϕ，U AB =ϕA —ϕB ，得到W=Uq ；不仅适用于匀强电场，也适用于非匀强电场。
（4）电场力做功与电势差的正负关系：W=Uq 中W 的正负取决于q 的正负，q 为负时，U 为负值，W 为负值；q 为正时，U 为正值，W 为正值，表示大小，不代表方向。通过U 的正负恰好能得出两点的电势高低 2.匀强电场中电势差与电场强度的关系
（1）在匀强电场中，电场强度等于沿电场线方向单位距离上的电势差 （2）公式：d
U E AB
=，由F=qE 和W=qU 推出，UAB 表示A 、B 两点间的电势差，d 表示眼电场强度方向上的距
①定义：示波器是一种常用的观测点信号波形的仪器，它还可以用来测量点信号的周期、频率、电压等参数，示波器的主要部件就是示波管
②组成：示波管阴极射线管示波器主要由电子枪，偏转电场和荧光屏组成，示波管抽成真空
（2）带电粒子加速和偏转问题
1．带电粒子的加速
（1）由牛顿运动定律： ①
由运动学知识：v 2－v 02=2ad ②
联立①②解得：
（2）由动能定理可知： qU mv =221
（初速度为零）求出：m
qU v 2= 2
022
121mv mv qU -= （初速度不为零时） 说明：适用于任何电场 2．带电粒子的偏转
（1）运动状态分析：带电粒子以速度V 0垂直于电场线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场中时，若只受电场
（2① ② ③ 粒子沿
的分速度at v y =
=④ ⑤ ∵tan ϕ⑥ 由t v x 0=⑦ 由20tan mdv =ϕ 和2
2mdv y = 可推得ϕtan 2y = ，所以粒子可看作是从两板间的中点沿直线射出的。 四、电容器与电容 1.电容器
（1）组成：两个彼此绝缘相距很近的导体，组成一个电容器 （2）充放电过程
（4）平行板电容器板间电场强度的两个公式：
①板间电压与电场强度的关系式：d U
E =
②板间电场强度的决定公式：S kQ 4E επ=，（或E S
Q
∝）即板间电场强度正比于电荷的面密度，公
式由：S kQ 4Cd Q d U E επ===，所以E S
Q
∝
（5）平行板电容器的两类典型问题
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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/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
高二物理选修3-1第一章静电场第七节静电现象的应用知识点精讲及经典习题训练
学校：包头市百灵庙中学学科：高二物理编写人：史殿斌审稿人： 高二物理选修3-1第一章静电场第七节静电现象的应用知识点精讲及经典习题训练 【教学目标】 1．通过对静电场中导体的自由电荷运动情况的讨论，了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡导体的特 征。 2．通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点。 3．了解尖端放电和静电屏蔽现象，关注生活、生产中的静电现象。 【教学重点】了解静电平衡的概念，知道处于静电平衡导体的特征。 【教学难点】尖端放电和静电屏蔽现象 【教学过程】 知识点一：静电平衡状态下导体的电场 1．如图所示，把一个不带电的金属导体ABCD放到场强为E0的电场中，导体内的受到库仑力的作用，将向着与电场相反的方向定向移动。这样，在导体的AB面上将出现电荷，在CD面上将出现电荷．这就是。 2．导体两面出现的正负电荷在导体内部产生与E0方向相反的电场E′，当这两个电场叠加使导体内部各点的合电场等于时，导体内的自由电子不再发生，导体达到了。3．处于静电平衡状态的导体，内部的电场强度；感应电荷的电场强度与原来电场的电场强度总是大小相等，方向相反，合电场的电场强度为。 4．处于静电平衡状态的导体，其外部表面任何一点的场强方向必定与这点的。整个导体是个。它的表面是个。 知识点二：导体的电荷分布 1．导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的。 2．在导体外表面，越尖锐的位置电荷的密度(单位面积的电荷量) ，凹陷的位置几乎没有电荷． 3．在导体外表面，越尖锐的位置电场强度，电场线分布。 知识点三：尖端放电和静电屏蔽 1．尖端放电现象 （1）空气的电离：空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动，把空气中的气体分子撞“散”，也就是使分子中的的现象。 （2）尖端放电：那些所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由于被吸引而奔向尖端，与尖端上的电荷，相当于导体从尖端，这个现象叫做尖端放电。 （3）尖端放电不是导体尖端失去电荷，而是与导体尖端的电荷符号相反的粒子被吸引到尖端，尖端上的电荷被。 （4）应用与防止： ①应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。 ②防止：高压设备中导体的表面光滑会减少电能的损失。 2．静电屏蔽 （1）定义：把一个电学仪器放在封闭的金属壳里，即使壳外有电场，由于壳内电场强度保持为零，外电场对壳内的仪器也不会产生影响，金属壳的这种作用叫做。 （2）应用： ①电学仪器和电子设备外面套有金属罩 ②野外高压线上方还有两条导线与大地相连，形成稀疏的金属“网”，都是利用静 电屏蔽现象清除外电场的影响。 ③通信电缆版面包一层铅皮 ④高压带电作业人员穿金属网衣
第一章 静电场(全章教案)
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。用摩擦的方法可以使物体带电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电。 教师：摩擦起电的实质是什么？
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 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/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：
高中物理讲义.必修三.第一章：静电场(知识点总结+习题)
电荷 【引入】在生活中我们都有这样的经历：拿梳子梳头，却发现发丝被梳子吸引粘连在一起；干燥的冬天脱下毛衣总会发出“噼啪”的声音。 这些其实都是静电现象，不同物体因为相互摩擦带电，或者说带了电荷。 电荷是“电”的基本单元。 一、电荷 （一）两种电荷 1.正电荷：丝绸摩擦的玻璃棒 2.负电荷：毛皮摩擦的橡胶棒 3.电荷量（Q或q） 表示电荷的多少。单位：库伦（C） （二）电荷的基本性质 1.同种电荷相排斥，异种电荷相吸引 2.带电体也会吸引不带电的轻小物体 【例】甲乙两个轻质小球相互吸引，甲球带正电，乙带什么电？（负或不带电） 二、三种起电方法 （一）摩擦起电 1.现象 不同物质构成的物体，相互摩擦带电 2.原理 不同原子核（带正电）对电子（带负电）的束缚能力不同，摩擦时电子从一个物体转移到另一个物体。 【判断正误】摩擦起电创造了电荷（X）
3.带电情况 摩擦起电的两个物体分别带等量的异种电荷。 【思考】玻璃棒和丝绸摩擦后，丝绸带什么电？ （二）接触带电 1.现象 用带电物体接触导体，会使导体也带电。 2.原理 电荷向导体发生了转移 3.电荷的分配原则 【例】现有两个完全相同的金属球A、B （1）A带1C的正电荷，B不带电，接触后怎么分配？ （AB平均分配，最后都带0.5C的正电荷） （2）A带1C的正电荷，B带2C的正电荷，接触后怎么分配？ （仍然平均分配，最后都带1.5C的正电荷） （3）A带1C的正电荷，B带2C的负电荷，接触后怎么分配？ （先中和，剩余的再平均分配，最后都带0.5C的负电荷） 结论：能中和先中和，如果两物体完全一样，最后电荷平均分配。 4.中和 等量的电荷相接触后，既不显正电，也不显负电，而是成电中性。 5.应用 验电器 原理：接触带电，同种电荷相排斥 张角越大，带电越多。
3-1静电场
第一章静电场 第一节电荷及其守恒定律 只有登上山顶，才能看到那边的风光 学习目标： 1.知道知道自然界中存在两种电荷，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。 一、自然界中只有两种电荷 摩擦后的物体所带的电荷有两种：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷是一种，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是另一种。同种电荷，异种电荷。人们没有发现对上述两种电荷都排斥或都吸引的电荷。这表明，自然界中的电荷。美国科学家把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷命名为；把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷命名为。 二、电荷 我们已经知道，构成物质的原子本身就包括了带电粒子：带正电的和不带电的构成，核外有带电的。原子核的正电荷的数量与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电中性。 原子核内部的质子和中子被紧密的束缚在一起。核力来源于相互作用，所以原子核的结构一般是很稳定的。核外的电子靠的吸引力维系在原子核附近。通常离原子核较远的受到的束缚力较，容易受到外界的作用而脱离原子。当两个物体相互摩擦时，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电子而带电，失去电子的物体则带电。这就是摩擦起电的原因，例如，用丝绸摩擦玻璃棒时，上有些电子跑到了，而玻璃棒因电子而带电，丝绸因而带电。综上所述，我们不难发现，玻璃棒上的原子核束缚电子的本领比丝绸上的原子核束缚电子的本领。 不同物质的微观结构不同，原子中电子的多少和运动状况也不相同。不仅如此，当大量原子或分子组成大块物质时，由于原子或分子间的相互作用，原子中电子的运动状况也会有所变化。例如，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，它们在金属内部排列起来，每个正离子都在自己的平衡位置上振动而不移动，只有穿梭其中。这就使金属成为导体。 三、静电感应 当一个带电体靠近导体时，由于电荷间相互吸引或，导体中的自由电荷便会趋向或带电体，使导体靠近带电体的一端带电荷。，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。 四、使物体带电的方法 1.摩擦起电：摩擦起电的两个物体分别带上。
静电场教案
一、课内摘要 （一）电荷、电荷守恒定律 1、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。 2、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。 3、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，摩擦的两个物体带上等量异种电荷 ②接触起电，电荷重新分配，与带电体表面形状有关，尖细部位电荷集中，平缓部位电荷稀疏。 ③感应起电，不带电的物体靠近（不接触）带电的物体，不带电的物体上出现电荷移动，遵守电荷守恒定律 4、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。 （二）库仑定律 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。 公式： 22 1r q q k F k ＝9．0×109N·m2／C2 3．适用条件：（1）真空中； （2）点电荷． 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．点电荷很相似于我们力学中的质点． 综合练习1.1 1、如图1.1，A ，B 为相互接触的用绝缘支柱支持的金属导体，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（ ） 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 移去，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 2、有一带正电的验电器，当一金属球A 靠近验电器的小球时，验电器的金箔张角减小，则（ ） A 、金属球可能不带电 B 、金属球可能带负电 C 、金属球可能带正电 D 、金属球一定带负电 C A B 图1.1
高中物理：第1章《静电场》教案(新人教版选修3-1)
第一章 静电场 一、知识要点 （一）电荷及守恒定律 1. 电荷守恒定律 （1）两种电荷：正电荷和负电荷，任何带电体所带电量是基本电荷的整数倍。 （2）基元电荷C e 19 10 6.11-⨯=，质子和电子所带电量等于一个基本电荷的电量。 （3）电荷守恒定律：一个与外界无电荷交换的系统，电荷的代数和守恒。 2. 库仑定律 （1）内容：在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 （2）公式：2 2 1r Q Q K F =，F 叫库仑力或静电力，也叫电场力。它可以是引力，也可以是斥力，K 叫静电力常量，2 2 9 /109C m N K ⋅⨯=。 （3）适用条件：真空中的点电荷（带电体的线度远小于电荷间的距离r 时，带电体的形状和大小对相互作用力的影响可忽略不计时，可看作是点电荷）。 （二）电场强度 1. 电场 带电体周围存在的一种物质。电场是客观存在的，不以人的意志为转移的，只要电荷存在，在其周围空间就存在电场，电场具有力的性质和能的性质。 2. 电场强度 定义：放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电量的比值叫做这一点的电场强度。 公式：q F E /=，E 与q 、F 无关，取决于电场本身，适用于一切电场。 方向：是矢量，规定电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受电场力方向相同。 3. 点电荷Q 在真空中产生的电场 2r Q K E =，K 为静电力常量。 4. 匀强电场 在匀强电场中，场强在数值上等于沿电场方向每单位长度上的电势差，即：d U E /=。 5. 电场叠加 几个电场叠加在同一区域形成的合电场，其场强可用矢量的合成定则（平行四边形定则）进行合成。 6. 电场线 （1）概念：为了形象地描绘电场，人为地在电场中画出的一系列从正电荷出发到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，这些曲线叫电场线。 （2）性质： ① 电场线起始于正电荷（或来自无穷远）终止于负电荷（或伸向无穷远）但不会在没有电荷的地方中断； ② 电场线的疏密情况反映电场的强弱，电场线密的地方，场强大； ③ 电场线上某点的切线方向就是该点的场强方向； ④ 电场线空间中不相交；
高二物理选修3-1第一章静电场
第一章静电场 第一节电荷极其守恒定律 1、电荷 自然界中有两种电荷，即正电荷与负电荷。 （1）规定用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷为正电荷，用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷为负电荷。 （2）电荷及其相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 2、起电的三种方式 （1）摩擦起电 定义：由于不同物质的原子核束缚电子的本领不同。当两个物体互相摩擦时，哪个物体的原子核束缚电子的本领弱，它就容易失去电子而带上正电荷，使跟它相摩擦的物体得到电子而带上等量的负电荷. 起电本质：摩擦起电时，电荷并没有凭空产生，其本质是发生了电子的转移，所以两个互相摩擦的物体一定是同时带上性质不同的电荷，且电荷量相等。 （2）感应起电 静电感应：当一个带点体靠近导体时，由于电荷间相互吸引和排除，导体中的自由电荷便会靠近或远离带电体，使导体中的自由电荷便会靠近或者远离带电体，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同种电荷，这种现象叫做静电感应。 感应起电：利用静电感应使金属体带电的过程。 起电本质：导体中的自由电荷在带电体中用下发生转移。 （3）接触起电 定义：一个不带电的导体跟另一个带电的导体接触后分开，使不带电的导体带上电荷的方式。 起电本质：接触起电的本质是电荷的转移。 电荷量分配：完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总电量平均分配，异种电荷先中和后平均分配。 3、电荷守恒定律 电荷既不能创造，也不能消灭，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。 另一种表述：电荷守恒定律也常表述为：在与外界没有电荷交换的一个系统内，总电荷量不变(电荷的代数和不变)。 4、元电荷 （1）电荷量：电荷的多少叫做电荷量，符号：q。单位：库仑，符号：C。 （2）元电荷: 电子所带电荷量是带电体的所带电荷量的最小单元，叫做元电荷，用e 表示。 注意：所有带电体的电荷量或者等于e，或者等于e的整数倍。通常情况元电荷e的值可取作：e=1.60×10-19C。 例题1 如图1所示，a，b，c，d为四个带电小球，两球之间的作用
【高中物理】静电场教案讲义
静电场 一、基础知识 1.电场力的性质 （1）元电荷e=1.6×10-19C。 （2）静电现象：电荷在物体之间或内部的转移。 （3）静电平衡：导体中没有电荷定向移动的状态 （4）处于静电平衡的导体：a.内部场强E=0，表面场强方向与该表面垂直；b.表面和内部各点电势相等，整个导体是一个等势体，导体表面是一个等势面；c.导体内部没有电荷，电荷只分布在导体外表面； d.导体外表面越尖锐的位置，电荷密度越大，凹陷处几乎没有电荷。 （5）静电屏蔽：由于静电感应，1.导体外表面感应电荷的电场与外点场在导体内部任一点的场强的叠加结果为零，从而外部电场影响不到导体内部；2.接导体壳内表面感应电荷与壳内电场在导体壳外表面以外空间叠加结果为零，从而使接地的封闭导体壳内部电场对壳外空间没有影响。 （6）库伦定律：真空中两个静止点电荷之间的作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间 距离的二次方成反比，作用力的方向在两点电荷的连线上。F=k Q1Q2 r2 ,k=9×109Nm2/C2。条件：点电荷、真 空。 （7）电场：电荷周围存在的一种物质，电场对放入其中的电荷有力的作用。静止电荷产生的电场称为静电场。 （8）电场强度：放入电场中某点的电荷受的电场力F与它的电荷量q的比值。E=F q ，单位N/C或V/m。 这是电场强度的定义式，而非决定式，场强大小决定于电场本身，与F、q无关。方向为正电荷在电场中所受的电场力的方向。 （9）点电荷场强计算式：E=k Q r2 （10）电场线：画在电场中的有方向曲线，曲线上每点的切线方向就是该点的场强方向，电场线是假想的线。电场线从正电荷或无限远出发，终止于负电荷或无限远。电场线在电场中不相交不相切。同一电场中，电场线越密集的地方场强越大。
高中物理 第一章 静电场 第2节 库仑定律教学案 教科版选修3-1-教科版高二选修3-1物理教学案
第2节库_仑_定_律 1．点电荷是理想模型，当带电体的大小和形状对 所研究问题的影响可以忽略时，带电体可被看 成点电荷。 2．库仑定律表达式为F＝k Q1Q 2 r2 ，此式仅适用于真 空中的点电荷。 3．静电力常量k＝9.0×109N·m2/ C2。 一、探究影响点电荷之间相互作用的因素 1．点电荷 (1)定义：在研究带电体与其他带电体的相互作用时，该带电体的形状、大小及电荷在其上的分布状况均无关紧要，该带电体可以看做一个带电的点，即为点电荷。 (2)点电荷是一种理想化的物理模型。 (3)带电体看成点电荷的条件 如果带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至于带电体的形状和大小对相互作用力的影响很小，就可以忽略形状、大小等次要因素，带电体就能看成点电荷。 2．实验探究 实验 原理 如图所示，F＝mg tan_θ，θ变大，F变大；θ变小，F变小 实验方法(控制变量法) 保持电荷量不变，探究电荷间 作用力与距离的关系保持两带电小球间的距离不变，探究电荷间作用力与电荷量的关系 实验操作改变悬点位置，从而改变小球 间距r，观察夹角θ变化情 况 改变小球带电荷量q，观察夹 角θ变化情况 实验现象 r变大，θ变小 r变小，θ变大q变大，θ变大q变小，θ变小 实验结论电荷之间的相互作用力随电荷量的增大而增大，随它们之间
距离的增大而减小 二、库仑定律 1．内容 真空中两个静止点电荷之间的作用力(斥力或引力)与这两个电荷所带电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，作用力的方向沿着这两个点电荷的连线。 2．公式：F ＝k Q 1Q 2 r 2 。 3．静电力常量：k ＝9.0×109 _N·m 2 /C 2 。 4．适用条件：真空中的点电荷，对空气中的点电荷近似适用。 1．自主思考——判一判 (1)点电荷是一个带有电荷的几何点，它是实际带电体的抽象，是一种理想化模型。(√) (2)任何体积很小的带电体都可以看成点电荷。(×) (3)电荷间的相互作用力大小与电荷的正负无关。(√) (4)点电荷就是元电荷。(×) (5)两个带电小球间的库仑力一定能用库仑定律求解。(×) 2．合作探究——议一议 (1)点电荷与元电荷有什么区别？ 提示：①元电荷是一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值，是电荷的最小单元。 ②点电荷只是不考虑带电体的大小和形状，其带电荷量可能很大也可能很小，但一定是元电荷的整数倍。 (2)库仑定律的适用条件是什么？在空气中库仑定律成立吗？ 提示：库仑定律的适用条件是：①真空；②点电荷。 在空气中库仑定律也近似成立。 (3)有人根据F ＝k Q 1Q 2 r 2 推出，当r →0时F →∞，这种分析是否正确？r →0时库仑定律还适用吗？为什么？ 提示：①不正确。 ②当r →0时库仑定律F ＝k Q 1Q 2 r 2 就不适用了。 ③因为当r →0时，两带电体已不能看做点电荷。 库仑定律的理解及应用
高中物理 第1章 静电场 第4节 电场中的导体课堂互动教案 鲁科版选修3-1
第4节 电场中的导体课堂 课堂互动 三点剖析 一、场强叠加原理 1.同一直线上的场强叠加时，方向相同的两个电场的合场强等于两场强之和，方向与分场强方向一致；方向相反的两个电场的合场强等于两场强之差，方向与场强大的那个分场强的方向一致. 2.不在同一直线上的场强叠加时，其合场强的计算遵守平行四边形定则. 【例1】 如图1-4-1所示，A 、B 、C 三点为一直角三角形的顶点，∠B ＝现在A 、B 两点放置两个点电荷q a 、q b ，测得C 点场强方向与AB 平行，问q a 带什么电?q a ∶q b 是多少? 图1-4-1 图1-4-2 解析：由A 、B 在C 点产生的场强E c ，可作出矢量图（如图1-4-2所示），可知A 一定带负电，且E a ∶E b = 21，又E a =k 2AC q A ，E b =k 2BC q B ，所以2AC q A :2BC q B =21，即q a ∶q b =22:BC AC =1∶8. 答案：负电 1∶8 二、静电平衡和静电屏蔽 1.导体在静电平衡状态下的重要特性 （1）处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零. （2）处于静电平衡状态的导体，电荷只分布在导体的外表面上. 2.静电屏蔽的应用 静电屏蔽不但可以使金属壳内部不受外部电场的影响，还可以通过用金属壳接地的方法隔离内部带电体对外界的影响. 【例2】如图1-4-3所示，在真空中把一绝缘导体向带负电的小球缓慢地靠近，但不相碰，则下列结论中正确的是( ) 图1-4-3
A.B 端的感应电荷越来越多 B.导体内的场强越来越大 C.感应电荷在M 点产生的场强大于在N 点产生的场强 D.感应电荷在M 点和N 点产生的场强相等 解析：绝缘导体向带电体移动的过程中，导体中的自由电荷（电子）受到外电场的作用力变大，使电荷不断地做定向移动，由于导体移动缓慢，所以移动导体的过程可将导体视为总是处于静电平衡状态，在导体内部的场强（感应电荷的场强和外电场场强的叠加）应等于零，要使合场强等于零，感应电荷在M 、N 两点的场强跟电荷Q 在M 、N 两点的场强要满足大小相等、方向相反，再由E =k 2r Q 可得感应电荷在M 点产生的场强大于在N 点产生的场强.正确选项为A 、C. 答案：AC 各个击破 类题演练1 在x 轴上有两个点电荷，一个带正电Q 1，另一个带负电Q 2,且Q 1＝2Q 2，用E 1和E 2分别表示两个电荷产生的场强的大小，则在x 轴上( ) A.E 1＝E 2之点只有一处，该处合场强为零 B.E 1＝E 2之点共有两处，一处合场强为零，另一处合场强为2E 2 C.E 1＝E 2之点共有三处，其中两处合场强为零，另一处合场强为2E 2 D.E 1＝E 2之点共有三处，其中一处合场强为零，另两处合场强为2E 2 温馨提示 处于静电平衡的导体，其内部场强处处为零，即外电场与感应电荷的电场大小相等、方向相反. 解析：由点电荷场强公式E =k 2r Q 可知，场强相等的点距Q 1比距Q 2远，因此在x 轴上E 1＝E 2的点一处在Q 1、Q 2之间，合场强为2E 2;另一个在Q 2外侧、合场强为零，不可能在Q 1外侧，故B 正确. 答案：B 类题演练2 一金属球，原来不带电，现沿球的直径延长线放置一均匀带电细杆MN ，如图1-4-4所示.金属球上感应电荷在球内直径上a 、b 、c 三点的场强大小分别为E a 、E b 、E c ，三者相比有 ( ) 图1-4-4 A.E a 最大 B.E b 最大 C.E c 最大 D.E a ＝E b ＝E c 解析：金属球上感应电荷的场强和外电场场强的合场强等于零.带电细杆MN 在c 点的场强最大，所以感应电荷在c 点产生的场强最大. 答案：C
必修3-1静电场知识点总结
静电场知识点总结 第一章 静电场 第1课时 库仑定律、电场力的性质 考点1.电荷、电荷守恒定律 自然界中存在两种电荷：正电荷和负电荷。例如：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电。同种电荷互相排斥，异种电荷相互吸引；电荷的基本性质：能吸引轻小物体 1. 元电荷：电荷量c e 191060.1-⨯=的电荷，叫元电荷。说明任意带电体的电荷量都是元 电荷电荷量的整数倍。 2.使物体带电也叫起电。使物体带电的方法有三种：①摩擦起电 ②接触带电 ③感应起电。 3电荷守恒定律：电荷既不能被创造，又不能被消灭，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，电荷的总量保持不变。 考点2.库仑定律 1. 内容：在真空中静止的两个点电荷之间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在他们的联机上。 2. 公式：叫静电力常量）式中,/100.9(2 29221C m N k r Q Q k F ⋅⨯== 3. 适用条件：真空中的点电荷。 4. 点电荷：如果带电体间的距离比它们的大小大得多，以致带电体的形状对相互作用力的影响可忽略不计，这样的带电体可以看成点电荷。 考点3.电场强度 1.电场 ⑴ 定义：存在电荷周围能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。 ⑵ 基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。 ⑶ 静电场：静止的电荷产生的电场 2.电场强度 ⑴ 定义：放入电场中的电荷受到的电场力F 与它的电荷量q 的比值，叫做改点的电场 强度。
⑵ 定义式： q F E = E 与 F 、q 无关，只由电场本身决定。 ⑶ 单位：N/C 或V/m 。 ⑷ 电场强度的三种表达方式的比较 （5）矢量性：规定正电荷在电场中受到的电场力的方向为该点电场强度的方向，或与负电荷在电场中受到的电场力的方向相反。 （6）叠加性：多个电荷在电场中某点的电场强度为各个电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和，这种关系叫做电场强度的迭加，电场强度的叠加遵从平行四边形定则。 考点4.电场线、匀强电场 1. 电场线：为了形象直观描述电场的强弱和方向，在电场中画出一系列的曲线，曲线上的各点的切线方向代表该点的电场强度的方向，曲线的疏密程度表示场强的大小。 2. 电场线的特点 ⑴ 电场线是为了直观形象的描述电场而假想的、实际是不存在的理想化模型。 ⑵ 始于正电荷或无穷远，终于无穷远或负电荷，电场线是不闭合曲线。 ⑶ 任意两条电场线不相交。 ⑷ 电场线的疏密表示电场的强弱，某点的切线方向表示该点的场强方向，它不表示电 荷在电场中的运动轨迹。 ⑸ 沿着电场线的方向电势降低；电场线从高等势面（线）垂直指向低等势面（线）。 3. 匀强电场 ⑴定义：场强方向处处相同，场强大小处处相等的区域称之为匀强电场。 ⑵特点：匀强电场中的电场线是等距的平行线。平行正对的两金属板带等量异种电荷后，在两板之间除边缘外的电场就是匀强电场。
2019-2020版物理新设计同步人教版选修3-1讲义：第一章 静电场 第1节 Word版含答案
第1节电荷及其守恒定律 一、电荷及起电方式 1.两种电荷： (1)电荷的分类： ①正电荷：和用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷性质一样的电荷。 ②负电荷：和用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷性质一样的电荷。 (2)电荷的性质：同号电荷相互排斥，异号电荷相互吸引；且带电体有吸引轻小物体的性质。 2.摩擦起电：两个物体相互摩擦时，电子从一个物体转移到另一个物体，原来呈电中性的物体由于得到电子而带负电，丢失电子的物体则带正电。 3.感应起电 (1)自由电子：金属中离原子核较远的能脱离原子核的束缚而在金属中自由活动的电子。 (2)静电感应：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同种电荷的现象。 (3)感应起电：利用静电感应使金属导体带电的过程。 思维拓展 (1)带正电的物体A与不带电的物体B接触，使物体B带上了什么电荷？在这个
过程中电荷是如何转移的？ (2)如图1所示，当将带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时，由于电荷间的吸引，枕形金属导体中的自由电子向A端移动，而正电荷不移动，所以A 端(近端)带________电，B端带________电。(填“正”或“负”) 图1 答案(1)正电荷在这个过程中，有电子从物体B转移到物体A，物体B的电子减少，使物体B带正电。 (2)负正 二、电荷守恒定律 1.表述一：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。 2.表述二：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。 三、元电荷 1.电荷量：电荷的多少叫电荷量。国际单位是库仑，简称库，用C表示。 2.元电荷：最小的电荷量叫做元电荷，用e表示。 e＝1.6×10－19__C。最早由美国物理学家密立根测得。 3.电荷量的不连续性：所有带电体的电荷量或者等于e，或者是e的整数倍，这就是说电荷量是不能连续变化的物理量。 4.电子的比荷：电子的电荷量e与电子的质量m e之比。 思考判断 1.元电荷是最小的带电体。(×) 2.所有带电体的电荷量或者等于元电荷，或者是元电荷的整数倍。(√) 3.元电荷也有正负之分，电子带电就是负的元电荷。(×) 起电的三种方式
2019-2020年教科版物理选修3-1讲义：模块复习课及答案
(教师用书独具) 一、静电场 1．库仑定律 (1)公式：F ＝k Q 1Q 2 r 2，其中k 为静电力常量，k ＝9.0×109 N ·m 2/C 2. (2)适用条件：真空中(在空气中近似成立)、两个静止的点电荷(理想化模型)．
2．电场的两种描述 (1)电场强度：反映电场力的性质的物理量． ①定义式：E＝F q，适用于一切电场，E与电场本身性质有关，与试探电荷无 关． ②决定式：E＝k Q r2，仅适用于真空中点电荷形成的电场，Q为场源电荷的电 荷量． ③关系式：E＝U AB d，仅适用于匀强电场中的电场强度，d为A、B两点间沿 电场线方向的距离． (2)电势：反映电场能的性质的物理量．其定义式为φ＝E p q，是标量，具有相 对性(通常取大地或无穷远处电势为0)，实际常研究的是电势差，电势差的定义式 为U AB＝W AB q＝φA－φB，电势差与电势零点的选取无关． 3．电场线的应用 (1)判断电场强度的方向：电场线上任意一点处的切线方向即该点电场强度的方向． (2)判断电场力的方向：正点电荷的受力方向和电场线在该点的切线方向相同，负点电荷的受力方向和电场线在该点的切线方向相反． (3)定性判断电场强度的大小：电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度小，进而可分析电荷受力情况． (4)判断电势的高低与电势降低的快慢：沿电场线的方向电势逐渐降低，电场强度的方向是电势降低最快的方向． 4．电场的性质的分析 (1)场强大小、电势高低的判断 明确电场线或等势面的分布情况，场强大小看电场线的疏密程度，电势高低看电场线的方向；空间同时存在两个或两个以上的电场时，利用平行四边形定则求合场强． (2)电势能大小及其变化的分析 ①做功角度：根据电场力做功与电势能变化的关系分析带电粒子电势能及其
高中物理人教版选修3-1全册学案：第一章静电场第11讲带电粒子在电场中的运动
第11讲 带电粒子在电场中的运动 [目标定位] 1.会从力和能量角度分析计算带电粒子在电场中加速和偏转的有关问题.2.知道示波管的主要构造和工作原理． 一、带电粒子的加速 如图1所示，初速度为零、质量为m 、带电荷量为q 的带正电粒子，由静止开始从正极板通过电势差为U 的电场到达负极板，求其速度时可根据qU ＝12 mv 2 ，得v ＝ 2qU m . 图1 深度思考 (1)若上述粒子从两极板的中点由静止开始运动到负极板，则粒子到达负极板的速度是多少？ (2)若上述粒子以速度v 0从正极板运动到负极板，其速度又是多少？ 答案 (1) qU m .两极板的中点与负极板的电势差为U 2.由动能定理q U 2＝12 mv 2 ， 得v ＝qU m (2) v 20＋ 2qU M ，由动能定理qU ＝12mv 2－12 mv 2 0，得v ＝v 20＋ 2qU m 例1 如图2所示，M 和N 是匀强电场中的两个等势面，相距为d ，电势差为U ，一质量为 m (不计重力)、电荷量为－q 的粒子，以速度v 0通过等势面M 射入两等势面之间，则该粒子 穿过等势面N 的速度应是( ) 图2 A. 2qU m B ．v 0＋ 2qU m
C. v 20＋ 2qU m D. v 20－ 2qU m 解析 qU ＝12mv 2－12mv 2 0，v ＝ v 20＋ 2qU m ，选C. 答案 C 1．两类带电体 (1)基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等，除特殊说明外，一般忽略粒子的重力(但并不忽略质量)． (2)带电微粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除特殊说明外，一般不忽略重力． 2．处理加速问题的分析方法 (1)根据带电粒子所受的力，用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等． (2)一般应用动能定理来处理问题，若带电粒子只受电场力作用： ①若带电粒子的初速度为零，则它的末动能12mv 2 ＝qU ，末速度v ＝ 2qU m . ②若粒子的初速度为v 0，则12mv 2－12 mv 2 0＝qU ，末速度v ＝ v 20＋ 2qU m . 针对训练1 如图3所示，两平行的带电金属板水平放置．若在两板中间a 点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态，现将两板绕过a 点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°，再由a 点从静止释放一同样的微粒，该微粒将( ) 图3 A ．保持静止状态 B ．向左上方做匀加速运动 C ．向正下方做匀加速运动 D ．向左下方做匀加速运动 答案 D 解析 两平行金属板水平放置时，带电微粒静止有mg ＝qE ，现将两板绕过a 点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°后，两板间电场强度方向逆时针旋转45°，电场力方向也逆时针旋转45°，但大小不变，此时电场力和重力的合力大小恒定，方向指向左下方，故该微粒将向左下方做匀加速运动，选项D 正确． 二、带电粒子的偏转 如图4甲所示，质量为m 、电荷量为q 的粒子，以初速度v 0垂直于电场方向进入两平行板间
高中物理 第一章 静电场 第2节 库仑定律教学案 新人教版选修31
第2节 库仑定律 1.点电荷是理想模型，当带电体的大小和形状在研究的问 题中的影响可以忽略时，带电体可被看成点电荷。 2．库仑定律表达式为F ＝k q 1q 2 r 2 ，此式仅适用于真空中的 点电荷。静电力常量k ＝9.0×109 N·m 2 /C 2 。 一、探究影响电荷间相互作用力的因素 1．实验原理：如图121所示，小球受Q 的斥力，丝线偏转。 图121 F ＝mg tan_θ，θ变大，F 变大。 2．实验现象 (1)小球带电荷量不变时，距离带电物体越远，丝线偏离竖直方向的角度越小。 (2)小球处于同一位置时，小球所带的电荷量越大，丝线偏离竖直方向的角度越大。 3．实验结论：电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小。 二、库仑定律 1．库仑力：电荷间的相互作用力，也叫做静电力。 2．点电荷：带电体间的距离比自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可忽略时，可将带电体看做带电的点，即为点电荷。 3．库仑定律 (1)内容：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。 (2)表达式：F ＝k q 1q 2r 2，k ＝9.0×109_N·m 2/C 2 ，叫做静电力常量。 (3)适用条件：真空中的点电荷。 三、库仑的实验 1．实验装置：库仑做实验用的装置叫做库仑扭秤。如图122所示，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B ，B 与A 所受的重力平衡。当把另一个带电的金属球C 插入容器并使它靠近A 时，A 和C 之间的作用力使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小。 图122 2．实验步骤 (1)改变A 和C 之间的距离，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出力F 与距离r _的关系。 (2)改变A 和C 的带电荷量，记录每次悬丝扭转的角度，便可找出力F 与带电荷量q _之间的关系。 3．实验结论 (1)力F 与距离r 的二次方成反比，即F ∝1r 2。 (2)力F 与q 1和q 2的乘积成正比，即F ∝q 1q 2。 所以F ∝ q 1q 2r 2或F ＝k q 1q 2 r 2 。 1．自主思考——判一判 (1)实验表明电荷之间的作用力一定和电荷间的距离成反比。(×) (2)实验表明两个带电体的距离越大，作用力就越小。(√) (3)点电荷是一个带有电荷的点，它是实际带电体的抽象，是一种理想化模型。(√) (4)球形带电体一定可以看成点电荷。(×) (5)很大的带电体也有可能看做点电荷。(√) 2．合作探究——议一议 (1)比较库仑定律F ＝k q 1q 2r 2 与万有引力定律F ＝G m 1m 2 r 2 ，你会发现什么？ 提示：仔细观察，我们会发现它们有惊人的相似：两个公式中都有r 2 ，即两种力都与距离的二次方成反比；两个公式中都有与作用力有关的物理量(电荷量或质量)的乘积，且两种力都与乘积成正比；这两种力的方向都在两个物体的连线上。对静电力与万有引力进行比较，我们可以看到，自然规律既具有多样性，又具有统一性，也许它们是同一种相互作用的不同
物理选修3-1静电场全章教案及练习题
人教板—新课标物理选修3—1教案-----第一章、静电场 第一节、电荷及其守恒定律（1课时） 教学目标 （一）知识与技能 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． （二）过程与方法 1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷 2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．但对一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和不变。（三）情感态度与价值观 通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质 重点：电荷守恒定律 难点：利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。 教具：丝绸，玻璃棒，毛皮，硬橡胶棒，绝缘金属球，静电感应导体，通草球。 教学过程： （一）引入新课：新的知识内容，新的学习起点．本章将学习静电学．将从物质的微观的角度认识物体带电的本质，电荷相互作用的基本规律，以及与静止电荷相联系的静电场的基本性质。 【板书】第一章静电场 复习初中知识： 【演示】摩擦过的物体具有了吸引轻小物体的性质，这种现象叫摩擦起电，这样的物体就带了电． 【演示】用丝绸摩擦过的玻璃棒之间相互排斥，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒之间也相互排斥，而玻璃棒和硬橡胶棒之间却相互吸引，所以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． 【板书】自然界中的两种电荷 正电荷和负电荷：把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷，用正数表示．把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷，用负数表示． 电荷及其相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引． （二）进行新课：第1节、电荷及其守恒定律 【板书】 1、电荷 （1）原子的核式结构及摩擦起电的微观解释