选修3-1电场章节复习导学案教师版

阜阳十中校本课程 高二选修3-1物理学科导学案 第 章第 节 课题： 第 课时 编写：李平印、李静华 审核：王保联 班级： 高二（____） 姓名：___________ 学生评价： 教师评价： 编写日期： 总课题 电场 总课时 第 课时 课题 电场复习教案 课型 复习课 教 学 目 标

1、复习巩固所学概念,进一步理解电荷守恒定律,深化库仑定律的应用。 2、通过对知识点的复习，深化对所学知识的认识。 3、提高认识，培养学生学以致用的思想。 教学 重点 库仑定律

教学 难点 库仑定律

学法 指导 自主阅读、合作探究、精讲精练、

教学 准备 教学 设想 预习导学→合作探究→突出重点，突破难点→典型例题分析→巩固知识→达标提升

教 学 过 程 师 生 互 动 补充内容或错题订正

任务一 课前预习学案

答案 点电荷 kq1q2r2 Fq kQr2 正电荷 强弱 方向 Epq A B Ud qU EpA EpB QU 任务二：课内探究学 一、电场的几个物理量的求解思路 1．确定电场强度的思路

(1)定义式：E=Fq.

(2)库仑定律：E=kQr2(真空中点电荷)． (3)电场强度的叠加原理，场强的矢量和． (4)电场强度与电势差的关系：E=Ud(限于匀强电场)． (5)导体静电平衡时，内部场强为零即感应电荷的场强与外电场的场强等大反向 E感=-E外． (6)电场线(等势面)确定场强方向，定性确定场强． 2．确定电势的思路

(1)定义式：=Epq. (2)电势与电势差的关系：UAB=A-B. (3)电势与场源电荷的关系：越靠近正电荷，电势越高；越靠近负电荷，电势越低． (4)电势与电场线的关系：沿电场线方向，电势逐渐降低． (5)导体静电平衡时，整个导体为等势体，导体表面为等势面． 3．确定电势能的思路 (1)与静电力做功关系：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)与电势关系：Ep=qp，正电荷在电势越高处电势能越大，负电荷在电势越低处电势能越大． (3)与动能关系：只有静电力做功时，电势能与动能之和为常数，动能越大，电势能越小． 4．确定电场力的功的思路 (1)根据电场力的功与电势能的关系：电场力做的功等于电势能的减少量，WAB=EpA-EpB. (2)应用公式WAB=qUAB计算： 符号规定是：所移动的电荷若为正电荷，q取正值；若为负电荷，q取负值；若移动过程的始点电势A高于终点电势B，UAB取正值；若始点电势A低于终点电势B，UAB取负值． (3)应用功的定义式求解匀强电场中电场力做的功：W=qElcos . 注意：此法只适用于匀强电场中求电场力的功． (4)由动能定理求解电场力的功：W电+W其他=Ek. 即若已知动能的改变和其他力做功情况，就可由上述式子求出电场力做的 阜阳十中校本课程 高二选修3-1物理学科导学案 第 章第 节 课题： 第 课时 编写：李平印、李静华 审核：王保联

班级： 高二（____） 姓名：___________ 学生评价： 教师评价： 编写日期： 功． 【例1】 电场中有a、b两点，已知a=-500 V，b=1 500 V，将带电荷量为q=-410-9C的点电荷从a移到b时，电场力做了多少功？a、b间的电势差为多少？ 解析 电场力做的功为：Wab=Epa-Epa=qa-qb=- 410-9C(-500-1 500)V=810-6 J a、b间的电势差为：Uab=a-b=-500 V-1 500 V=-2 000 V. 答案 810-6 J -2 000 V 变式训练1 如图1是一匀强电场，已知场强E=2102 N/C.现让一个电荷量q=-410-8C的电荷沿电场方向从M点移到N点，MN间的距离l=30 cm.试求： (1)电荷从M点移到N点电势能的变化； (2)M、N两点间的电势差．

图1 答案 (1)2.410-6J (2)60 V 解析 (1)由电场力做的功等于电势能的变化量：

Ep=-W=-qEl=410-821020.3 J=2.410-6 J．(2)UMN=WMNq=-2.410-6-410-8

V=+60 V. 二、电场力做功与能量转化 1．带电的物体在电场中具有电势能，同时还可能具有动能和重力势能等机械能，用能量观点处理问题是一种简捷的方法． 2．处理这类问题，首先要进行受力分析及各力做功情况分析，再根据做功情况选择合适的规律列式求解． 3．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， W电=Ep1-Ep2.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)． (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． 【例2】 一个带负电的质点，带电荷量为2.010-9 C，在电场中将它由a移到b，除电场力之外，其他力做功6.510-5 J，质点的动能增加了8.510-5 J，则a、b两点间的电势差a-b=____________. 解析 要求两点的电势差，需先求出在两点移动电荷时电场力做的功，而质点动能的变化对应合外力做的功． 设电场力做的功为Wab，由动能定理得：Wab+W=Ek Wab=Ek-W=2.010-5 J

则a-b=Wabq=-1.0104 V. 答案 -1.0104 V 变式训练2 如图2所示，边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场．质量为m、电荷量为q的带电粒子以速度v0从a点进入电场，恰好从c点离开电场，离开时速度为v，不计重力，求电场强度大小．

图2 答案 mv2-v202qL 解析 从a点到c点电场力做的功W=qEL 根据动能定理得W=12mv2-12mv20

所以qEL=12mv2-12mv20 场强大小E=mv2-v202qL. 三、处理带电粒子在电场中运动问题的两条主线 带电粒子在电场中的运动，是一个综合电场力、电势能的力学问题，研究的方法与质点动力学相同，它同样遵循运动的合成与分解、力的独立作用原理、牛顿运动定律、动能定理、功能原理等力学规律，研究时，主要可以按以下两条线索展开． (1)力和运动的关系——牛顿第二定律 做好受力分析，根据带电粒子受到的电场力，用牛顿第二定律找出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等．这条线索通常适用于恒力作用下做匀变速运动的情况． (2)功和能的关系——动能定理 做好受力情况和运动情况的分析，根据电场力对带电粒子所做的功，引起带电粒子的能量发生变化，利用动能定理或全过程中能量的转化，研究带电粒子的速度变化、经过的位移等，这条线索同样也适用于非匀强电场． 【例3】 如图3甲所示，在平行金属板M、N间加有如图乙所示的电压．当t=0时，一个电子从靠近N板处由静止开始运动，经1.010-3s到达两板正中间的P点，那么在3.010-3s这一时刻，电子所在的位置和速度大小为( ) A．到达M板，速度为零 B．到达P点，速度为零 C．到达N板，速度为零 D．到达P点，速度不为零 图3

解析 在1.010-3s的时间里，电子做初速度为零的匀加速直线运动，当 阜阳十中校本课程 高二选修3-1物理学科导学案 第 章第 节 课题： 第 课时 编写：李平印、李静华 审核：王保联 班级： 高二（____） 姓名：___________ 学生评价： 教师评价： 编写日期： t=1.010-3s时电子达到P点，之后板间电压反向，两极板间的电场强度大小不变，方向和原来相反，电子开始做匀减速直线运动，由于加速度的大小不变，当t=2.010-3s时电子达到M板处，且速度减为零．随后电子将反向做加速运动，当t=3.010-3s时电子又回到P点，且速度大小与第一次经过P点时相等，而方向相反．故正确选项为D. 答案 D 变式训练3 如图4所示，水平地面上方分布着水平向右的匀强电场．一“L”形的绝缘硬质管竖直固定在匀强电场中．管的水平部分长为l1=0.2 m．离水平地面的距离为h=5.0 m．竖直部分长为l2=0.1 m．一带正电的小球从管的上端口A由静止释放，小球与管间摩擦不计且小球通过管的弯曲部分(长度极短可不计)时没有能量损失，小球在电场中受到电场力大小为重力的一半．求： (1)小球运动到管口B时的速度大小； (2)小球着地点与管的下端口B的水平距离．(g=10 m/s2) 图4 答案 (1)2.0 m/s (2)4.5 m 解析 (1)小球从A运动到B的过程中，对小球根据动能定理有： 12mv2B-0=mgl2+F电l1 ① F电=12G=12mg. ② 解得：vB=gl1+2l2 代入数据可得：vB=2.0 m/s ③ (2)小球离开B点后，设水平方向的加速度为a，在空中运动的时间为t. 水平方向有：a=g2 ④ x=vBt+12at2 ⑤ 竖直方向有：h=12gt2 ⑥ 由③～⑥式，并代入数据可得：x=4.5 m. 【即学即练】 1．使质量相同的一价正离子和二价正离子分别从静止开始经相同电压U加速后，离子速度较大的是( ) A．一价正离子 B．二价正离子 C．两者速度相同 D．无法判断 答案 B 解析 由qU=12mv20 可得选项B正确． 2. A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度—时间图象如图5所示．则这一电场可能是( )

答案 A 图5 解析 由v-t图可知，微粒的速度减小，加速度增大，可知微粒所受电场力方向由B指向A，从A到B运动过程中电场力大小逐渐变大，结合粒子带负电，可以判断电场线方向由A指向B，且越来越密，A对，B、C、D错． 3. 图6中A、B都是装在绝缘柄上的导体，A带正电荷后靠近B发生静电感应，若取地球电势为零，B和地接触后( )

图6 A．导体B上任意一点电势都为零[来源:学#科#网] B．导体B上任意一点电势都为正 C．导体B上任意一点电势都为负 D．导体B上右边电势为正，左边电势为负 答案 A 解析 导体B与大地相连，共同处于正电荷A的电场中，B与大地为等势体，由于取地球电势为零，故B的任一点电势都为零，A项正确． 4. 空间存在竖直向上的匀强电场，质量为m的带正电的微粒水平射入电场中，微粒的运动轨迹如图7所示，在相等的时间间隔内( )

图7 A．重力做的功相等 B．电场力做的功相等 C．电场力做的功大于重力做的功 D．电场力做的功小于重力做的功 答案 C 解析 由题意可知，微粒在竖直方向上做匀变速运动，在相等时间间隔内，位移不等， A、B错；由轨迹可知，微粒所受合外力向上，电场力大于重力．在同一时间间隔内电场力做的功大于重力做的功，C对，D错．