2017-2018学年高中物理第一章静电场章末总结课件新人教版选修3-1课件
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高中物理 第1章 静电场 4 电势能和电势课件 新人教版选修3-1
2．电势高低的判断方法 (1)电场线法：沿电场线方向，电势越来越低。 (2)场源电荷判断法：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。 (3)电势能判断法：对于正电荷，电势能越大，所在位置的 电势越高；对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高。
3．电势能与电势的区别与联系
等势面
1.定义 在电场中，_电__势__相__等__的__点__组__成__的__面___叫做等势面。 2．等势面特点 (1)等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷电场力 _不__做__功____。 (2)等势面一定跟电场线__垂__直____，而且电场线总是由电势 较高的等势面指向_电___势__较__低__的等势面。 (3)规定：画等势面时，相邻两等势面间电势差相等，这 样，在等势面密处电场强度__较__大____，在等势面疏处，电场强 度__较__小______。
两种势能 比较内容
电势能
重力势能
变化大小 的量度
电场力做的功是电势 能变化大小的量度， 静电力做的功等于电 势能的减少量
重力做的功是重力势 能变化大小的量度， 重力做的功等于重力 势能的减少量
对应力做功的 做功多少只与始末位置有关，与经过的路径
特点
无关，且做的功等于势能的减少量
二、对电势的理解 1．电势的特点 (1)电势具有相对性；电势是相对的，电场中某点的电势高 低与零电势点的选取有关。通常将离场源电荷无穷远处，或是 地球表面选为零电势点。 (2)电势是标量：电势是只有大小、没有方向的物理量，在 规定了电势零点后，电场中各点的电势可能是正值，也可能是 负值。正值表示该点的电势高于零电势；负值表示该点的电势 低于零电势。显然，电势的正负只表示大小，不表示方向。
静电力做功的特点
高中物理 第一章 9 第7节 静电现象的应用课件 新人教版选修3-1
[解析] A 在空心金属球内，由于静电感应，使得 C 外表面带 正电，BC 相互吸引，所以 B 向右偏； 而金属空腔可以屏蔽外 部电场，所以 B 的电荷对空腔 C 的内部无影响，即 AB 之间无 相互的静电力，所以 A 位置不变． [答案] A
3．静电平衡状态的特征 (1)处于静电平衡状态的导体，内部的电场强度__处__处__为__0____．
(2)处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的电场强 度方向必与这点的表面_垂__直___． (3)处于静电平衡状态的整个导体是个___等__势___体____，导体的表 面是个___等__势__面_____．
(1)接地的空腔导体，腔外电场对腔内空间不产生 影响，腔内电场对腔外空间也不产生影响，即内外互不影响． (2)空腔导体不接地，腔外电场对腔内空间不产生影响，腔内电 场对腔外空间产生影响．
(2019·湖南衡阳高二期中)如图所示，将 悬挂在细线上的带正电的小球 A 放在不带电的 金属空心球 C 内(始终不与球接触)，现将一个 悬挂在绝缘细线上的带负电的小球 B 放在 C 附近，待稳定后， 以下说法正确的是( ) A．A 对 B 无静电力作用，B 对 A 无静电力作用 B．A 向左偏离竖直方向，B 向右偏离竖直方向 C．A 对 B 的静电力向左，B 对 A 的静电力向右 D．A 的位置不变，B 的位置也不变
②自由电子要向电场 E0 的反方向做定向移动，并在导体的一个 侧面聚集，使该侧面出现负电荷，而相对的另一侧出现“过剩” 的等量的正电荷，导体沿着电场强度方向两端出现等量异种电 荷，如图乙所示． ③等量异种电荷在导体内部形成与电场强度 E0 反向的电场强 度 E′，在导体内任一点的电场强度可表示为 E 内＝E0＋E′，因 附加电场 E′总与外电场 E0 方向相反，叠加的结果削弱了导体内 部的电场，随着导体两侧感应电荷的继续增加，附加电场 E′增 强，合电场强度 E 内将逐渐减小，当 E 内＝0 时，自由电子的定 向移动也就停止了，这时就达到了静电平衡状态，如图丙所示．
2018年高中物理选修3-1课件：第1章 静电场 第3节 电场及其描述 精品
(2)实验：用挂在细线下端的带电小球作为试探电荷，把这个试 探电荷先后放在带电体 A 产生的电场中的不同位置，如图所示， 可以观察到离带电体 A 越远，细线偏离的角度_越__小___．
(3)结论 ①在电场中的同一位置，试探电荷受到的电场力与其电荷量的
比值Fq 是一定的，与试探电荷的__电__荷__量__无关． ②在电场中的不同位置，这个比值一般是_不__同___的，静电力的 方向也一般_不__同___，这个比值只跟试探电荷在电场中的_位__置___ 有关，跟试探电荷的_电___荷__量__无关，它反映了电场本身的一种 性质．
A．电场线一定是闭合的曲线 B．电场线是正电荷在电场中的运动轨迹 C．电场线的疏密表示场强的强弱 D．电场线可以相交 [解析] 电场线是不闭合的，A 错误．电场线不是带电粒子在电 场中的运动轨迹，B 错误．电场线不可相交，D 错误． [答案] C
命题视角 2 电场线的应用 如图所示为点电荷 A、B 所形成
项 D 正确．
3．如图所示，把一个电荷量 q＝－1×10－6 C 的试探电荷，依次 放在带正电的点电荷 Q 周围的 A、B 两处，受到的电场力大小 分别是 FA＝5×10－3N，FB＝3×10－3 N.
(1)画出试探电荷在 A、B 两处的受力方向； (2)求出 A、B 两处的电场强度； (3)若在 A、B 两处分别放上另一个电荷量为 q′＝1×10－5 C 的电 荷，则该电荷受到的电场力为多大？
1．由 E＝Fq可知，某电场的场强 E 与 q 成反比，与 F 成正比， 这么理解正确吗？ 提示：不正确．E＝Fq 是电场强度的定义式，不是决定式，电场 中某点的场强 E，只与电场本身有关，与放入的电荷无关．
三、点电荷的电场与匀强电场
1．点电荷的电场 (1)存在：_点__电__荷___周围．
2018高中同步新课标高中物理人教版选修3-1课件：第一章 静电场1.6
答案： A
5.(2014·银川高二检测)如图所示，相距 10 mm 的两等势面 AA′、BB′，其间有一静止的油滴 P，已知它所受的重力是 1.6×10－14 N，所带的电荷量是 3.2×10－19 C，则下面判断正确 的是( )
A．φA>φB，UAB＝100 V B．φA>φB，UAB＝750 V C．φA<φB，UBA＝500 V D．φA<φB，UBA＝1 000 V
答案： D
3．场强E＝1.0×102 V/m的匀强电场中，有相距d＝
2.0×10－2 m的a、b两点，则a、b两点间的电势差可能为( )
A．1.0 V
B．2.0 V
C．3.0 V
D．4.0 V
解析： a、b两等势面的最大距离d＝2.0×10－2 m，故
由公式U＝Ed可得a、b间的最大电势差Umax＝2 V，所以Uab≤2 V，故A、B正确．
相邻等势面间的电势差用 U 表示，所以 E＝Ud
所以 q＝mEg＝mUgd
(2)由图乙知 F 合＝ qE2＋mg2＝ 2mg(因为 qE＝mg)
由动能定理得－F 合 xm＝0－12mv20
所以
xm＝2
mv20 ＝ 2mg
2v20 4g
答案：
(1)正电
mgd U
(2)
2v20 4g
应用公式 U＝Ed 时需要注意下面几个问题： (1)此式仅适用于匀强电场． (2)d 是指电场两点间电场线方向上的距离，而不是两点间 连线的长度．
6．电势差与电场强度的关系
知识自学区
匀强电场中电势差与电场强度的关系 1．关系式 UAB＝_E__d_或 E＝UdAB. 2．物理意义 匀强电场中两点间的电势差等于__电__场__强__度_____与这两点 __沿__电__场__方__向__的__距__离___的乘积． 3．适用条件 (1)__匀__强__电场． (2)d 是两点_沿__电__场__方__向__的距离．
5.(2014·银川高二检测)如图所示，相距 10 mm 的两等势面 AA′、BB′，其间有一静止的油滴 P，已知它所受的重力是 1.6×10－14 N，所带的电荷量是 3.2×10－19 C，则下面判断正确 的是( )
A．φA>φB，UAB＝100 V B．φA>φB，UAB＝750 V C．φA<φB，UBA＝500 V D．φA<φB，UBA＝1 000 V
答案： D
3．场强E＝1.0×102 V/m的匀强电场中，有相距d＝
2.0×10－2 m的a、b两点，则a、b两点间的电势差可能为( )
A．1.0 V
B．2.0 V
C．3.0 V
D．4.0 V
解析： a、b两等势面的最大距离d＝2.0×10－2 m，故
由公式U＝Ed可得a、b间的最大电势差Umax＝2 V，所以Uab≤2 V，故A、B正确．
相邻等势面间的电势差用 U 表示，所以 E＝Ud
所以 q＝mEg＝mUgd
(2)由图乙知 F 合＝ qE2＋mg2＝ 2mg(因为 qE＝mg)
由动能定理得－F 合 xm＝0－12mv20
所以
xm＝2
mv20 ＝ 2mg
2v20 4g
答案：
(1)正电
mgd U
(2)
2v20 4g
应用公式 U＝Ed 时需要注意下面几个问题： (1)此式仅适用于匀强电场． (2)d 是指电场两点间电场线方向上的距离，而不是两点间 连线的长度．
6．电势差与电场强度的关系
知识自学区
匀强电场中电势差与电场强度的关系 1．关系式 UAB＝_E__d_或 E＝UdAB. 2．物理意义 匀强电场中两点间的电势差等于__电__场__强__度_____与这两点 __沿__电__场__方__向__的__距__离___的乘积． 3．适用条件 (1)__匀__强__电场． (2)d 是两点_沿__电__场__方__向__的距离．
2017-2018学年高中物理 第一章 静电场 第一章 静电场 第5节 电势能 电势与电势差课件 教科版选修3-1
学习目标
知识储备
图1 学习探究 典例精析
课堂小结
自我检测
(1)计算(a)、(b)、(c)三种情况下电场力做的功分别是多少？ (2)通过计算你发现了什么？
答案 (1)(a)中电场力做的功 W＝Eq0d. (b)中在线段 AC 上电场力做的功 W1＝q0E|AC|cos θ＝q0Ed.在线段 BC 上做的功 W2＝0，总功 W＝W1＋W2＝q0Ed. (c)中在垂直于电场方向的各线段上电场力不做功，在沿着电场方向的各线段 上电场力做功之和为 W＝q0Ed.
学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
二、电势能 [问题设计]
类比重力做功与重力势能变化的关系，电场力做正功，电势 能如何变化？电场力做负功，电势能如何变化？电场力做功 与电势能变化有怎样的数量关系？
答案 电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能 增加. 电场力做功的值等于电势能的变化量，即：WAB＝EpA－EpB.
[延伸思考] 请大致画出点电荷、等量异号点电荷、等量同号点 电荷和匀强电场的等势面.简述它们的特点？ 答案
学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
(1)点电荷的等势面：点电荷的等势面是以点电荷为球心的一簇球面. (2)等量异号点电荷的等势面：等量异号点电荷的连线上，从正电荷到负电 荷电势越来越低，中垂线是一等势线. (3)等量同号点电荷的等势面：等量正点电荷连线的中点电势最低，中垂线 上该点的电势最高，从中点沿中垂线向两侧，电势越来越低.连线上和中 垂线上关于中点的对称点等势.等量负点电荷连线的中点电势最高，中垂 线上该点的电势最低.从中点沿中垂线向两侧，电势越来越高，连线上和 中垂线上关于中点的对称点等势. (4)匀强电场的等势面：匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇平行等 间距的平面. 说明：等势面密集处电场线也密集.任意两个等势面不会相交.
2018版高中物理选修3-1课件：第一章 静电场 1-1 静电现象及其微观解释 精品
2.静电感应：导体因受附近带电体的影响而 带电 的现象叫做
静电感应.利用静电感应使物体带电的方式叫 感应起电 .
3.电荷：物理学规定：用丝绸摩擦过的玻璃棒带 正电 ，用毛
皮摩擦过的橡胶棒带 负电.同种电荷相互 排斥 ，异种电荷相
互 吸引 .
二、原子结构与电荷守恒 1.原子结构：物质是由 原子 、分子、离子等微粒组成；原子 是由 原子核 和 电子 组成；原子核是由中子 和质子组成.质子 带 正 电，电子带 负 电，物体 不显 电性.
三、静电的应用与防护 1.静电的应用： 激光打印机 、静电喷雾、 静电除尘 、静电 杀菌等. 2.防止静电危害的方法之一是： 尽快把静电导走 .
想一想 油罐车车尾为什么拖着一条长长的铁链？ 答案 由于运输过程中油和油罐摩擦产生了静电，通 过一条铁链可以将电荷导走，避免引起爆炸事故.
课堂讲义
理解·深化·探究
一、 三种起电方式 1.摩擦起电：当两个物体相互摩擦时，一些束缚不紧的电子会从 一个物体转移到另一个物体，于是原来呈电中性的物体由于得到 电子而带负电，失去电子的物体则带正电. 2.感应起电：当一个带电体靠近导体时，由于电荷之间相互吸引 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 带电体的一端带异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷.
解析 相对于金属球来讲，金属箔片是距离带电体A较远 的一端，根据静电感应规律可知，验电器的两金属箔片都 带上了正电荷，而同种电荷相斥，所以金属箔片张开，即 D正确. 答案 D
电荷守恒定律的理解和应用
2.有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电荷量为 QA ＝6.4×10－9 C、QB ＝－3.2 ×10－9 C，让两个绝缘金属小球接 触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少个电子？ 解析 当两小球接触时，带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正 电荷再重新分配.由于两小球相同，剩余正电荷必均分，即接触后 两小球带电荷量QA′＝QB′＝ QA＋2 QB＝6.4×10－9－2 3.2×10－9 C ＝1.6×10－9 C.
2017-2018年度高中物理 第一章 静电场 4 电势能和电势讲义 新人教版选修3-1
√A.电场中某点的电势大小等于单位正电荷从该点移动到零电势点时，
电场力所做的功
√B.电场中某点的电势与零电势点的选取有关
C.由于电势是相对的，所以无法比较电场中两点的电势高低
√D.电势是描述电场能的性质的物理量
1234
2.关于静电场的等势面，下列说法正确的是 答案 解析 A.两个电势不同的等势面可能相交
2
题型探究
一、静电力做功与电势能变化的关系
1.静电力做功的特点 (1)静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但是与具体路径无 关，这与重力做功特点相似. (2)静电力做功的特点不受物理条件限制，不管静电力是否变化，是否是 匀强电场，是直线运动还是曲线运动，静电力做功的特点不变. 2.静电力做功与电势能变化的关系 (1)WAB＝EpA－EpB. 静电力做正功，电势能减小；静电力做负功，电势能增加. (2)正电荷在电势高的地方电势能大，而负电荷在电势高的地方电势能小.
例1 将带电荷量为6×10－6 C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服静 电力做了3×10－5 J的功，再从B移到C，静电力做了1.2×10－5 J的功，则 (1)电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？
答案 见解析 解析 WAC＝WAB＋WBC＝(－3×10－5＋1.2×10－5) J＝－1.8×10－5 J.
四、等势面 导学探究 (1)类比地图上的等高线，简述什么是等势面？ 答案 电场中电势相等的各点构成的面 (2)当电荷从同一等势面上的A点移到B点时，电荷的电势能是否变化？ 电场力做功情况如何？ 答案
不发生变化 电场力不做功
知识梳理
1.等势面的特点 (1)在等势面上移动电荷时静电力 不做功 . (2)电场线跟等势面垂直，并且由电势 高 的等势面指向电势 低 的等 势面. (3)等势面密的地方，电场强度较 强 ；等势面疏的地方，电场强度 较弱. (4)任意两个等势面都不相交.
电场力所做的功
√B.电场中某点的电势与零电势点的选取有关
C.由于电势是相对的，所以无法比较电场中两点的电势高低
√D.电势是描述电场能的性质的物理量
1234
2.关于静电场的等势面，下列说法正确的是 答案 解析 A.两个电势不同的等势面可能相交
2
题型探究
一、静电力做功与电势能变化的关系
1.静电力做功的特点 (1)静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但是与具体路径无 关，这与重力做功特点相似. (2)静电力做功的特点不受物理条件限制，不管静电力是否变化，是否是 匀强电场，是直线运动还是曲线运动，静电力做功的特点不变. 2.静电力做功与电势能变化的关系 (1)WAB＝EpA－EpB. 静电力做正功，电势能减小；静电力做负功，电势能增加. (2)正电荷在电势高的地方电势能大，而负电荷在电势高的地方电势能小.
例1 将带电荷量为6×10－6 C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服静 电力做了3×10－5 J的功，再从B移到C，静电力做了1.2×10－5 J的功，则 (1)电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？
答案 见解析 解析 WAC＝WAB＋WBC＝(－3×10－5＋1.2×10－5) J＝－1.8×10－5 J.
四、等势面 导学探究 (1)类比地图上的等高线，简述什么是等势面？ 答案 电场中电势相等的各点构成的面 (2)当电荷从同一等势面上的A点移到B点时，电荷的电势能是否变化？ 电场力做功情况如何？ 答案
不发生变化 电场力不做功
知识梳理
1.等势面的特点 (1)在等势面上移动电荷时静电力 不做功 . (2)电场线跟等势面垂直，并且由电势 高 的等势面指向电势 低 的等 势面. (3)等势面密的地方，电场强度较 强 ；等势面疏的地方，电场强度 较弱. (4)任意两个等势面都不相交.
高中物理 第一章 静电场本章优化总结课件 新人教版选修3-1
匀减速直线运动，设运动时间为 t，水平加速度大小为 a，
水平方向有 L＝12at2①
竖直方向有 h＝12gt2②
根据牛顿第二定律得 qE＝ma③ 由①②③得 E＝mqghL
竖直方向上 v2＝2gh
小球落地时动能 Ek＝12mv2＝mgh.
答案：mgh
mgL qh
电场中的功能问题
带电的物体在电场中具有一定的电势能，同时还可能具有动 能和重力势能等．因此涉及与电场有关的功和能的问题可用 功和能的观点来快速简捷的处理．因为功与能的观点既适用 于匀强电场，又适用于非匀强电场，且使用的同时不需考虑 中间过程．
电场中，用一绝缘细线系一带电小球，
小球的质量为 m，电荷量为 q.为了保证
当细线与竖直方向的夹角为 60° 时，小球处于平衡状态，则
匀强电场的场强大小可能为(ACD)
mgtan 60° A. q
mgcos 60° B. q
mgsin 60° C. q
mg D. q
[解析] 取小球为研究对象，它受到 重力 mg、细线的拉力 F 和电场力 Eq 的作用．因小球处于平衡状态， 则它受到的合外力等于零，由平衡条 件知，F 和 Eq 的合力与 mg 是一对 平衡力．根据力的平行四边形定则可知，当电场力 Eq 的方 向与细线拉力方向垂直时，电场力为最小，如图所示，则 Eq ＝mgsin 60°，得最小场强 E＝mgsinq 60°.所以，选项 A、C、 D 正确．
解析：因为 B 静止于光滑绝缘的倾角为 30°的斜面上且恰与 A 等高，设 A、B 之间的水平距离为 L，绝缘支杆的长度为 h.
依据题意可得：tan 30°＝Lh， L＝tan h30°＝103 cm＝10 3 cm，
3
高中物理 第1章 静电场 5 电势差课件 新人教版选修3-1
系 标矢性 都是标量，但均具有正负
物理意义 均是描述电场能的性质的物理量
观察图片，回答图中问题并思考：电势零点改变时，各点 间的电势差是否改变？
答案：若C点电势为零，A点电势为4V，B点电势为2V。 比较可得，电势零点改变时，各点间的电势差不变。
二、对公式UAB＝WqAB的理解
1．由UAB＝
WAB q
点间的电势差，WAB仅是电场力的功，不包括从A到B移动电
荷时，其他力所做的功。
4．公式UAB＝
WAB q
中各量均有正负，计算中W与U的角标
要对应，即WAB＝法 表达式
注意问题
功的定义 W＝Fd＝qEd (1)适用于匀强电场 (2)d表示沿电场线方向的距离
可以看出，UAB在数值上等于单位正电荷
由A点移到B点时电场力所做的功WAB。若单位正电荷做正 功，UAB为正值；若单位正电荷做负功，UAB为负值。
2．公式UAB＝
WAB q
不能认为UAB与WAB成正比、与q成反
比，只是可以利用WAB、q来测量A、B两点间的电势差UAB。
3．公式UAB＝
WAB q
适用于任何电场，UAB为电场中A、B两
φS>φM，而φS＝0，所以φM＝－2.0V。 同理φN＝5.0V。
解法三：整体法。将电荷自S点移到M点，再移到N点看 做一个全过程来分析，
WSN＝WSM＋WMN＝(－4.0×10－8＋1.4×10－7)J＝1.0×10－ 7J
由USN＝φS－φN＝WqSN＝－1.02××1100－－78V＝－5.0V 所以φN＝5V
功能关系 电势差法 动能定理
WAB＝EpA－ EpB＝－ΔEp
WAB＝qUAB
W静电力＋W其 他力＝ΔEk
2017-2018学年高中物理 第一章 静电场 第9讲 电容器和电容课件 教科版选修3-1
(3)表达式：C＝ 4πkd .式中k为静电力常量.
答案
2.常用电容器 (1)分类：从构造上可分为 固定 电容器和电可容变器两类. (2)额定电压和击穿电压 ①额定电压：电容器 正常工作 时所能承受的电压，它比击穿电压要 低 .
Evaluation only. ②C击re穿a电te压d ：wi是th电A容sp器o的se极.S限lid电e压s f，or超.N过E这T个3电.5压C，lie电nt容P器ro内fil的e 电5.介2.质0.将0. 被击穿，电容器C将o被p损yr坏igh. t 2004-2011 Aspose Pty Ltd.
Profile图5.52.0.0.
A.带电油滴将沿C竖o直py方ri向gh向t 上20运0动4-2011 Aspose Pty Ltd.
B.P点的电势将降低
C.带电油滴的电势能将减小
D.电容器的电容减小，极板带电荷量将增大
解析答案
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关，只由它本身的性质决定，选项 D 正确.
解析答案
2．(平行板电容器的两类典型问题)一平行板电容器两极板之间充满云母介
质，接在恒压直流电源上．若将云母介质移出，则电容器( D )
A．极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大
B．极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大
CC．r极ea板te上d的w电ith荷A量sp变o大se，.S极lEi板dvea间slu电fao场trio.强NnE度oTn不l3y变..5 Client Profile 5.2.0.0. D．极板上的电荷Co量p变yr小ig，ht极20板0间4-电20场1强1 A度s不po变se Pty Ltd.