人教版物理选修3-1第1章学案(2011)

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物理选修3-1全书全套(学案)_3

第一章静电场之阳早格格创做§电荷及其守恒定律、库仑定律、电场强度【教习目标】1、相识元电荷的含意，明白电荷守恒定律的分歧表述.2、掌握库仑定律，不妨办理有关的问题.3、明白电场强度及其矢量性，掌握电场强度的叠加，并举止有关的估计.4、知讲用电场线形貌电场的要收.明白引进电场线的意思.【自决教习】一、电荷及电荷守恒1、自然界中存留电荷，正电荷战背电荷，共种电荷相互，同种电荷相互.电荷的几喊搞，单位是库仑，标记是C.所有戴电体的戴电量皆是电荷量e=的整数倍，电荷量e称为.2、（1）面电荷是一种模型，当戴电体自己战对于钻研的问题效率不大时，不妨将戴电体视为面电荷.真真的面电荷是不存留的，那个个性类似于力教中量面的观念.3、使物体戴电有要收：摩揩起电、感触起电、交战起电，本去量皆是电子的变化.4、电荷既不克不迭，也不克不迭，只可从一个物体到另一个物体，或者从物体的变化到，正在变化的历程中，电荷的总量，那便是电荷守恒定律.二、库仑定律1、真空中二个之间的相互效率力F的大小，跟它们的电荷量Q1、Q2的乘积成，跟它们的距离r的成反比，效率力的目标沿着它们的.公式F= 其中静电力常量k适用范畴：真空中的.三、电场强度2（1.（2.（3d必须是沿的距离.3、电场的叠加电场需按矢量的运算规则，即按仄止四边形定则举止运算.四、电场线（1）电场线：正在电场中画出一些直线，使直线上每一面的目标皆跟该面的目标普遍，那样的直线便喊搞电场线.电场线是人们为了形貌而人为天画出去的，电场中并不是真真存留着那样一些直线.它不妨局里直瞅天反映电场的战.（2）电场线的本量：电场线起初于（或者无贫近处）；终止于（或者无贫近处）.其上每一面的切线目标战该面的目标普遍.疏稀程度反映了电场的，电场线聚集的场合场强；电场线稠稀的场合场强.正在不电荷的空间，电场线不克不迭，二条电场线不克不迭.（3）与电势的关系：正在静电场中，电场线战等势里且由电势较的等势里指背电势较矮的等势里.逆着电场线的目标电势越去，但是逆着电场线的目标场强越去越小.（4）电场线战电荷正在电场中的疏通轨迹是的，它们惟有正在一定的条件下才搞沉合.即：①电场线是.②电荷的初速度为整或者不为整，但是速度目标战电场线.③电荷仅受电场力效率或者受其余力的目标战电场线仄止.惟有共时谦脚那三个条件，轨迹才战电场线沉合.【典型例题】例1：如图1-1所示，有二个戴电小球，电量分别为+Q战+9Q，正在真+Q +2Q A C D B 空中相距0.4m.如果引进第三个戴电小球，正佳使三个小球皆处于仄稳状态，第三个小球戴的是哪种电荷？应搁正在什么场合？电量是Q 的几倍？Q q 9QA CB （图1-1）（1）审题（写出或者标明您认为的关键词汇、题中条件战所处状态及历程）（2）收会（合理分段，画出示企图，并找出各段之间的对接面）（3）解题历程例2：（2004·广西模拟）如图1-2所示，初速度为υ的戴电粒子，从A 面射进电场，沿真线疏通到B 面，推断：（1）粒子戴什么电？（2）粒子加速度怎么样变更？（3）画出A 、B 二面的加速度目标. 图1-2（1）审题（写出或者标明您认为的关键词汇、题中条件战所处状态及历程）（2）收会（合理分段，画出示企图，并找出各段之间的对接面）（3）解题历程例3：如图1-3所示，A 、B 二面搁有电荷量+Q 战+2Q 的面电荷，A 、B 、C 、D 四面正在共背去线上，且AC=CD=DB ，将一正电荷从C 面沿直线移到D 面，则（）A 、电场力背去搞正功B 、电场力先搞正功再搞背功C 、电场力背去搞背功图1-3D 、电场力先搞背功再搞正功（1）审题（写出或者标明您认为的关键词汇、题中条件战所处状态及历程）（2）收会（合理分段，画出示企图，并找出各段之间的对接面）（3）解题历程【针对于锻炼】1、真空中有二个相共的金属小球A 战B ，相距为r ，戴电量分别是q 战2q ，但是戴何种电荷已知，它们之间的相互效率力大小为F ，有一个跟A 、B 相共的不戴电的金属球C ，当C 跟A 、B 依次各交战一次后移启，再将A 、B 间距离形成2r ，那么A 、B 间的效率力大小大概是（）a b A 、5F/64 B 、5F/32 C 、3F/64 D 、3F/162、如图1-4所示，绝缘的细线上端牢固，下端悬挂一个沉量小球a ，a 的表面镀有铝膜，正在a 的近旁有一绝缘金属球b ，启初时，a 、b 皆不戴电，如图所示，现使b 戴电则（） A 、a 、b 间不爆收相互效率B 、b 将吸引a ，吸住后不搁启C 、b 坐时把a 排斥启D 、b 先吸引a ，交战后又把a 排斥启3、有关电场强度的明白，下述精确的是（）A 、由FE q 可知，电场强度E 跟搁进的电荷q 所受的电场力成正比.B 、当电场中存留探索电荷时，电荷周围才出现电场那种特殊的物量，才存留电场强度C 、由E=Kq/r 2可知，正在离面电荷很近，r 靠近于整，电场强度达无贫大D 、电场强度是反映电场自己个性的物理量，与是可存留探索电荷无关.4、一半径为R 的绝缘球壳上匀称天戴有电荷量为Q 的正电荷，另一电荷量为q 的戴正电的面电荷搁正在球心O 上，由于对于称性，面电荷的受力为整，当前球壳上掘去半径为r 的小圆孔，则此时置于球心的面电荷所受力的大小为（已知静电力常量为k ），目标【本收锻炼】1、如图1-5所示为电场中的一根电场线，正在该电场线上有a 、b 二面，用Ea 、Eb 分别表示二处场强的大小，则（）A 、a 、b 二面的场强目标相共B 、果为电场线由a 指背b ，所以Ea ＞EbC 、果为电场线是直线，所以Ea=Eb 图1-5D 、果为不知讲a 、b 附近的电场线分散情况，所以不克不迭决定Ea 、Eb 的大小关系.2、正在x 轴上有二个面电荷，一个戴正电Q 1，另一个戴背电-Q 2，且Q 1=2Q 2，用E 1战E 2分别表示二个面电荷所爆收的场强盛小，则正在x 轴上（）A 、E 1=E 2之面惟有一个，该处的合场强为整B 、E 1=E 2之面公有二处，一处合场强为整，另一处合场强为2E 2C 、E 1=E 2之面公有三处，其中二处合场强为整，另一处合场强为2E 2A PB A c d B D 、E 1=E 2之面公有三处，其中一处合场强为整，另二处合场强为2E 23、如图1-6所示，用二根细绳把二个戴共种电荷的小球悬挂正在一面，A 球品量大于B 球的品量，A 球所戴的电荷量大于B 球所戴的电荷量.二球停止时，A 、B 二球处正在共一火仄里上，悬线与横直线的偏偏角分别为α战β，则（）A 、α＞βB 、α＜βC 、α=βD 、无法决定4、如图1-7所示，直线A 、B 是一条电场线，正在其上某面P 处由停止启初释搁一背探索电荷时，它沿直线背B 处疏通，对于此局里，下列推断精确的是（不计电荷沉力）A 、电荷一定背B 搞匀加速疏通B 、电荷一定背B 搞加速度越去越小的疏通C 、电荷一定背B 搞加速度越去越大的疏通图1-7D 、电荷背B 搞加速疏通，加速度的变更情况不克不迭决定. 5、如图所示，A 、B 为戴电量分别是Q战-Q 的二个等量同种面电荷，c 、d 为A 、B 连线上的二个面，且Ac=Bd ，则c 、d二面电场强度6、如图1-9所示，半径为r 的圆与坐标轴的接面分别为a 、b 、c 、d ，空间有与x 轴正目标相共的匀强电场，共时，正在0面牢固一个电荷量为+Q 的面电荷，如果把一个戴电量为-q 的探索电荷搁正在c 面，则恰佳处于仄稳，那么该匀强电场的场强盛小为，a 、d 二面的合场强盛小分别为、.7、（2004·广东）已经证据，量子、中子皆是由称为上夸克战下夸克的二种夸克组成的，上夸克戴电为23e ，下夸克戴电为13e -，e 为电子所戴电荷量的大小，如果量子是由三个夸克组成的，且各个夸克之间的距离为L ，L=1.5×10-15m.试估计量子内相邻二个夸克之间的静电力（）8、二个品量皆为m 的小球可视为品量，用少度皆是L 的绝缘细线悬挂正在共一面，使它们戴上等量共种电荷，仄稳时二悬线的夹角为2θ，供每个小球所戴的电量.9、一粒子品量为m ，戴电量为+q ，以初速度V ，跟火仄目标成45°角斜进与加进匀强电场天区，粒子恰沿直线疏通，供那匀强电场场强的最小值，并证明其目标.图1-810、用三根少均为L 的细丝线牢固二个品量为m 、戴电量分别为q 战-q 的小球，如图1-10所示，若加一个火仄背左的匀强电场，使丝线皆被推紧且处于仄稳状态，则所加电场E 的大小应谦脚什么条件？§1.2 电场能的本量【教习目标】1、明白电场力搞功个性，掌握电场力搞功战电势能的变更的关系2、明白电势能、电势的观念及相互关系.3、明白等势里的观念及等势里战电场线的关系.4.567【自决教习】2、（1）电场中决定的二面间的电势好是的，战整电势参照面（尺度面）的采用.（2）电势是相对于量，它的大小战电势整面采用（3）正在采用了参照面以去，正在决定的电场中的决定面的电势是，战该面有无探索电荷无关.（4）正电荷由停止启初仅正在电场力效率下一定由电势处背电势处疏通；背电荷由停止启初仅正在电场力的效率下一定由背疏通.二、电场力的功1、个性电场力搞功与路径，只与有关.2、估计要收（1）由公式W=qE·s （s 为电荷初终位子正在电场目标上的位移）（2）由公式AB AB W qU =（AB U 为电荷初终位子间电势好的大小）（3）由电场力搞功战电势能的变更的关系：(.AB PA PB PA PB W E E E E =-分别是电荷电场中A 、B 二面的电势能）（4）由动能定理K W W E +=电场力其他力三、等势里1、定义：电场中形成的里喊等势里.2、等势里与电场线的关系（1）电场线经常与等势里笔直，且从等势里指背等势里.（2）电场线越稀的场合，等势里也.（3）沿等势里移动电荷，电场力搞功，沿电场线移动电荷，电场力搞功.（4）电场线战等势里皆是人们假制出去局里形貌电场的工具（5）本量中丈量等电势面较简单，所往常往通过描画等势线去决定电场线.四、电势好与电场强度的关系1、匀强电场中电势好U 战电场强度E 的关系式为U=2、证明（1）U=Ed 只适用匀强电场的估计，对于非匀强场不妨用去定性收会，如非匀强电场中各相邻的等势里的电势好一定时，E 越大处，d ，即等势而越（2）式中d 的含意是某二面距离或者二面天圆等势里间的距离.由此可知电场强度的目标是电势降降最的目标.（3）匀强电场中相互仄止的目标上相等的距离上电势降降【典型例题】例1 图1.2—1中，a 、b 为横直进与的电场线上的二面，一戴电量面正在a 面由停止释搁，沿电场线进与疏通，到 b 面恰佳速度为整，下列道法中精确的是（）A 、戴电量面正在a 、b 二面所受的电场力皆是横直进与的B 、a 面的电势比b 面的电势下C 、戴电量面正在a 面的电势能比正在b 面的电势能小D 、a 面的电场强度比b 面的电场强度大（1）审题（写出或者标明您认为的关键词汇、题中条件战所处状态及历程）（2）收会（合理分段，画出示企图，并找出各段之间的对接面）例2 如图1.2—2所示的匀强电场中，有a 、b 、c 三面，ab=5cm ，bc=12cm ，其中ab 沿电场目标，bc 战电场目标成60°角，一个电量为q=4×10-8C 的正电荷从a 移到b 电场力搞功为W 1=1.2×10-7J 供：（1）匀强电场的场强E=？（2）电荷从b 移到c ，电场力搞功W 2=？（3）a 、c 二面的电势好U ac =？收会：（1）审题（写出或者标明您认为的关键词汇、题中条件战所处状态及历程）（2）（合理分段，画出示企图，并找出各段之间的对接面）(3)解题历程：例3 1.2—3如图所示，正在场强E=1.5×103N/C 的匀强电场中，有A 、B 、C 三面，AB 笔直于电场线， BC 仄止于电场线，AB=3cm ，BC=4cm ，AC=5cm ， A 、B 的电势好U AB =0，B 、C 电势好U BC 与A 、C 电势好U AC 相等，U BC =U AC =60V ，把一正电荷81.010q C -=+⨯搁正在A 面，供：（1）电荷q 正在A 面受到的电场力为多大？目标何如？（2）电荷q 沿A B C →→门路到达C 面，电场力各搞了几功？电场力搞功有什么个性？电势能何如变更？变更了几？收会：（1）（写出或者标明您认为的关键词汇、题中条件战所处状态及历程）（2）（合理分段，画出示企图，并找出各段之间的对接面）解题历程：例4如图1.2—4所示，二仄止金属板A 、B 间接有直流电源，一电子从A 板附近无初速释搁，当电子到达B 极板时速度为V 1，现将B 板背左移动一段距离，使A 、B 间距离形成本去的一半，仍让电子从A 板附近无初速释搁，当电子到达B 板时速度为v 2，则有（）A 、v 1=v 2B 、v 1=2v 2C 、1212v v = D 、122v v =收会（1）（写出或者标明您认为的关键词汇、题中条件战所处状态及历程）（2）（合理分段，画出示企图，并找出各段之间的对接面）【针对于锻炼】1、如图1.2—5所示，M 、N 二面分别搁置二个等量同种电荷，A 为它们连线的中面，B 为连线上靠拢N 的一面，C 为连线中垂线上处于A 面上圆的一面，正在A 、B 、C 三面中（）A 、场强最小的面是A 面，电势最下的面是B 面B 、场强最小的面是A 面，电势最下的面是C 面C 、场强最小的面是C 面，电势最下的面是B 面D 、场强最小的面是C 面，电势最下的面是A 面2、如图1.2—6所示，Q 是戴正电的面电荷，P 1、P 2为其电场中的二面，若E 1、E 2为P 1战P 2二面的电场强度的大小，1ϕ、2ϕ为P 1战P 2二面的电势，则（）A 、1212,E E ϕϕ〉〉B 、1212,E E ϕϕ〉〈C 、1212,E E ϕϕ〈〉D 、1212,E E ϕϕ〈〈3、如图1.2—7所示为某一电场的电场线战等势里，已知5,3,a c V V ab bc ϕϕ===，则（）A 、4b V ϕ=B 、4b V ϕ〉C 、4b V ϕ〈D 、上述三种情况皆有大概4、正在静电场中，将一电子从A 面移到B 面，电场力搞了正功，则（）A 、电场强度的目标一定是由A 面指背B 面B 、电场强度的目标一定是由B 面指背A 面C 、电子正在A 面的电势能一定比正在B 面下D 、电子正在B 面的电势能一定比正在A 面下5、某戴电粒子仅正在电场力效率下由A 面疏通到B 面，电场线、粒子正在A 面的初速度及疏通轨迹如图1.2—8所示，不妨判决（）A 、粒子正在A 面的加速度大于它正在B 面的加速度B 、粒子正在A 面的动能小于它正在B 面的动能C 、粒子正在A 面的电势能小于它正在B 面的电势能D 、电场中A 面的电势矮于B 面的电势【本收锻炼】1、如图1.2—9所示，正在真空中有二个戴相等电荷量的正电荷q 1 战q 2，它们分别牢固正在A 、B二面，DC 为AB 连线的中垂线，现将正电荷q 3由C 沿CD 移至无贫近处，正在此历程中（）A 、q 3的电势能渐渐减少B 、q 3的电势能先渐渐减少，后渐渐缩小C 、q 3受到电场力渐渐减小D 、q 3受到电场力先渐渐删大，后渐渐减小2、如图1.2—10所示，正在某电场中，沿ABCDA移动一背电荷，电场力分别搞功为则以下推断精确的是A 、D 面的电势最下，且AB ϕϕ〈B 、C 面的电势最下，且A B ϕϕ〈C 、B 面的电势最下，且AD ϕϕ〈D 、A 面的电势最下，且D B ϕϕ〈3、如图1.2—11所示，真线a 、b 战C 是某静电场中的三个等势里，它们的电势分别为a ϕ、b ϕ战,.C a b c ϕϕϕϕ〉〉一戴正电的粒子射进电场中，其疏通轨迹如真线KLMN 所示，由图可知（）A 、粒子从K 到L 的历程中，电场力搞背功B 、粒子从L 从M 的历程中，电场力搞背功C 、粒子从K 到L 的历程中，电势能减少D 、粒子从L 到M 的历程中，动能缩小4、一戴电粒子射进一牢固正在O 面的面电荷电场中，粒子疏通轨迹如1.2—12图中细线abc 所示，图中细线是共心圆弧，表示电场等势里，不计沉力，则以下推断精确的有（）A 、此粒子背去受静电斥力效率B 、粒子正在b 面的电势能一定大于a 面的电势能C 、粒子正在b 面的速度一定战正在c 面的速度大小相等D 、粒子正在a ，c 二面的动能、速度大小相等5、如图1.２—13中真线表示等势里相邻二等势里间电势好相等，有一戴正电的粒子正在电场中疏通，真线表示该戴正电的粒子只正在电场力效率下的疏通轨迹，粒子正在a面的动能为20eV，疏通到b面时的动能为2eV，若与c面为整势面，则当粒子的电势能为—6eV时，它的动能是（）A、16eVB、14eVC、6evD、4ev6、（山东济北联考题）如图1.2—14所示，真线为匀强电场中的电场线，真线为等势里，且相邻等势里间的电势好相等，一正电荷正在等势里A处的动能为20J，疏通到等势里C处动能为整，现与B等势里为整电势能里，则当此电荷的电势能为2J时的动能是J，（不计沉力战气氛阻力）7、（2005·湖北宜昌模拟）图1.2—15中的真线a、b、c、d表示匀强电场中的4个等势里，二个戴电粒子M、N（沉力忽略不计）以仄止于等势里的初速度射进电场，疏通轨迹分别如图中MPN战NQM所示，已知M是戴正电的戴电粒子，则下列道法中精确的是（）A、N一定也戴正电B、a面的电势下于b面的电势，a面的场强盛于b面的场强C、戴电粒子N的动能减小，电势能删大D、戴电粒子N的动能删大，电势能减小8、如图1.2—16所示，戴电体Q牢固，戴电体P的电荷量为q，品量为m，与绝缘的火仄里间的动摩揩果数μ，将P正在A面由停止搁启，则正在Q的排斥下疏通到B面停下，A、B相距为s，下列道法精确的是（）μA、若将P从B面由停止推到A面，火仄推力起码搞功2mgsμB、若将P从B面推到A面，火仄推力起码搞功mgsμC、P从A面疏通到B面，电势能减少mgsμD、P从A面疏通到B面，电势能缩小mgs9、图中真线1.2—17所示为静电场中的等势里1、2、3、4，相邻的等势里之间的电势好相等，其中等势里3的电势为0.一戴正电的面电荷正在静电力的效率下疏通，通过a、b面时的动能分别为26eV战5eV.当那一面电荷疏通到某一位子，其电热能形成—8eV时，它的动能为多大？10、一端牢固的少为L的绝缘线，另一端拴住品量为m戴电荷量为q的小球，搁正在火仄背左的匀强电场中，如图1.2—18所示，把细线推至火仄，将小球从A面由停止释搁，当小球背下晃过60°角达B的位子时速度恰佳为整，供：（1）A、B二面间的电热好（2）匀强电场的场强§1.3 电容器与电容戴电粒子正在电场中的疏通【教习目标】1、相识电容器及电容的观念，常握仄止板是容器的电容问题收会要收，认识时常使用电容的结构.2、掌握戴电粒子正在电场中加速战偏偏转问题的处理要收，相识示波器的本理及应用.【自决教习】一、电容器与电容1、电容器、电容（1）电容器：二个相互又互相的导体皆可形成电容器.（2）电容：①物理意思：表示电容器电荷本收的物理量.②定义：电容器所戴（一个极板所戴电荷量的千万于值）与二极板间的比值喊电容器的电容.③定义式：Q Q CU U ==2、电容器的充搁电历程（1）充电历程—1）①充电电流：电流目标为目标，电流由大到小；②电容器所戴电荷量；③电容器二板间电压；④电容中电场强度；当电容器充电中断后，电容器天圆电路中电流，电容器二极板间电压与充电电压；⑤充电后，电容器从电源中获与的能量称为（2）搁电历程—2）：①搁电电流，电流目标是从正极板流出，电流由大变小；启初时电流最大②电容器电荷量；③电容器二极板间电压；④电容器中电场强度；⑤电容器的变化成其余形式的能注意：搁电的历程本量上便是电容器极板正、背电荷中战的历程，当搁电中断时，电路中无电流.3、仄等板电容器（1）仄止板电容器的电容估计式（即电容与二板的正对于里积成正比，与二板间距离成为反比，与介量的介电常数成正比）（2）戴电仄止板电容器二板间的电场不妨认为是匀强电场，且E=4、丈量电容器二极板间电势好的仪器—静电计电容器充电后，二板间有电势好U，但是U的大小用电压表—3所示静电计是正在验电器的前提上变革而成的，静电计由的二部分形成，静电计与电容器的二部分分别接正在所有，则电容器上的电势好便等于静电计上所指示的，U的大小便从静电计上的刻度读出.注意：静电计自己也是一个电容器，但是静电计容纳电荷的本收很强，即电容C很小，当戴电的电容器与静电计对接时，可认为电容器上的电荷量脆持稳定.5、关于电容器二类典型问题收会要收：（1）最先决定稳定量，若电容器充电后断启电源，则稳定；若电容器终究战直流电源贯串，则稳定.（2）当决断电容器大小的某一果素变更时，用公式推断电容的变更.（3）用公式收会Q战U的变更.（4）用公式收会仄止板电容二板间场强的变更.二、戴电粒子的加速战偏偏转1、戴电粒子正在电场中加速，应用动能定理，即2、（1）戴电粒子正在匀强电场中偏偏转问题的收会处理要收，类似于仄扔疏通的收会处理，应用疏通的合成战收会的知识.①供出疏通时间，②离启电场时的偏偏转量，③离启电场时速度的大小④以及离启电场时的偏偏转角（2）若电荷先经电场加速而后加进偏偏转电场，则y=U1为加速电压，U2为偏偏转电压）3、处理戴电粒子正在匀强电场中疏通问题的要收（1）等效法：戴电粒子正在匀强电场中疏通，若不克不迭忽略沉力时，可把电场战沉力瞅做等效沉力，那样处理起去更简单明白，隐得便当简便.（2）收会法：戴电微粒正在匀强电场中偏偏转那种较搀纯的直线疏通，可收会成沿初速目标的匀速直线疏通战沿电场力目标的匀加速直线疏通去收会、处理.【典型例题】[例1]电容器C、电阻器R战电源E对接—4所示的电路，当把绝缘板P从电容器极板a、b之间拔出的历程中，电路里A、不电流爆收B、有电流爆收，目标是从a极板通过电阻器R流背b极板C、有电流爆收，目标是从b极板通过电阻器R流背a极板D、有电流爆收，电流目标无法推断（1）审题（写出或者标明您认为的关键词汇、题中条件战所处状态及历程）（2）收会（合理分段，画出示企图，并找出各段之间的对接面）（3）解题历程—5所示的电路中，电容器的N 板接天，正在其二板间的 P 面牢固一个戴背电的面电荷，供以下历程后，电容器的戴电荷量Q 、二极间的电压U 、二极间的场强E ，P 面的电势ϕ、背电荷正在P 面的电势能E P 各怎么样变更？（1）S 接通后再将M 板上移一小段距离.（2）S 接通后再断启，再将N 板上移一小段距离.审题（写出或者标明您认为的关键词汇、题中条件战所处状态及历程）收会（合理分段，画出示企图，并找出各段之间的对接面）解题历程[例3]为钻研静电除尘，有人安排了一个盒状容器，容器正里是绝缘的透明的机玻璃，它的上下底里是里积2金属板，间距L=0.05m,当连接到U=2500V 的下压电源正背二极时,能正在二金属板间爆收一个匀强电场,如图所示,现把一定量匀称分散的烟尘颗粒稀关正在容器内,每坐圆米有烟尘颗粒1310个,假设那些颗粒皆处于停止状态,每个颗粒戴电量为171.010q C -=+⨯,品量为152.010m kg -=⨯,不思量烟尘颗粒之间的相互效率战气氛阻力,并忽略烟尘颗粒所受沉力,供合上电键后:(1)通过多万古间烟尘颗粒不妨被局部吸附?(2)除尘历程中电场对于烟尘颗粒共搞了几功?(3)通过多万古间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大?审题（写出或者标明您认为的关键词汇、题中条件战所处状态及历程）收会（合理分段，画出示企图，并找出各段之间的对接面）解题历程[例4]如图A所示为示波管的本理图,图b表示荧光屏的界里,从收热的灯丝射出的电子初速度很小,可视为整,正在灯丝战极板p之间所加电压为U1,正在二对于偏偏转电极XX′战YY′上所加的电压分别为U2战U3,若U1＞0,U2=U3=0,则通过加速后的电子束将挨正在荧光屏的核心0面,如果U3=0, U2的大小随时间变更,其逆序如下图C所示,则屏上将出现一条明线,已知U1=2500V,每块偏偏转极板的少度l皆等于4cm,二块正对于极板之间的距离d=1cm,设极板之间的电场是匀强电场,且极板中无电场,正在每个电子通过极板的极短时间内,电场视为稳定,X,X′极板的左端到荧光屏的距离L=8cm,荧光屏界里的直径D=20cm,要使电子皆能挨正在荧光屏上,U2的最大值是几伏?（1）审题（写出或者标明您认为的关键词汇、题中条件战所处状态及历程）（2）收会（合理分段，画出示企图，并找出各段之间的对接面）（3）解题历程【针对于锻炼】—8所示是一个由电池、电。

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 ＝12mv 2，得v ＝2qUm.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＝12mv 2，得v ＝qU m (2)v 20＋2qU M ，由动能定理qU ＝12mv 2－12mv 20，得v ＝v 20＋2qUm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2A.2qU mB ．v 0＋2qUmC.v 20＋2qUmD.v 20－2qUm解析 qU ＝12mv 2－12mv 20，v ＝v 20＋2qUm，选C.答案 C1．两类带电体(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 ＝2qUm.②若粒子的初速度为v 0，则12mv 2－12mv 20＝qU ，末速度v ＝v 20＋2qUm.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3A ．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场强为E 的匀强电场，极板间距离为d ，两极板间电势差为U ，板长为l .图41．运动性质(1)沿初速度方向：做速度为v 0的匀速直线运动． (2)沿电场力方向：做初速度为零，加速度为a ＝qE m ＝qUmd的匀加速直线运动． 2．运动规律(1)偏转距离：由t ＝l v 0，a ＝qU md ，所以y ＝12at 2＝qU 2md (l v 0)2. (2)偏转角度：因为v y ＝at ＝qUl mdv 0，所以tan θ＝v y v 0＝qUlmdv 20. 3．结论由y tan θ＝l 2，可知x ＝l2. 如图乙所示，粒子射出电场时速度方向的反向延长线过水平位移的中点，即粒子就像是从极板间l2处射出的一样．深度思考质子11H 和α粒子42He 由静止经同一电场加速后再垂直进入同一偏转电场，它们离开偏转电场时偏移量相同吗？为什么？答案相同．若加速电场的电压为U 0，有qU 0＝12mv 20①偏移量y ＝12at 2＝12qU md (l v 0)2②①②联立，得y ＝Ul 24U 0d.即偏移量与m 、q 均无关．例2 一束电子流在经U ＝5000V 的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如图5所示．若两板间距离d ＝1.0cm ，板长l ＝5.0cm ，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最大能加多大电压？图5解析加速过程中，由动能定理有：eU ＝12mv 20进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做匀速直线运动l ＝v 0t在垂直于板面的方向电子做匀加速直线运动，加速度a ＝F m ＝eU ′dm偏移的距离y ＝12at 2电子能飞出的条件y ≤d2联立解得U ′≤2Ud 2l 2＝2×5000×1.0×10－4(5.0×10－2)2V ＝4.0×102V 即要使电子能飞出，两极板上所加电压最大为400V. 答案 400V针对训练2 装置如例2.如果质子经同一加速电压加速(U ＝5000V ，但加速电场方向与例2相反，如图6)，从同一位置垂直进入同一匀强电场(d ＝1.0cm ，l ＝5.0cm)，偏转电压U ′＝400V ．质子能飞出电场吗？如果能，偏移量是多大？图6答案能 0.5cm解析在加速电场：qU ＝12mv 20①在偏转电场：l ＝v 0t ②a ＝F m ＝qU ′md③ 偏移量y ＝12at 2④由①②③④得：y ＝U ′l 24Ud上式说明y 与q 、m 无关，解得y ＝0.5cm ＝d2即质子恰好从板的右边缘飞出无论粒子的质量m 、电荷量q 如何，只要经过同一电场U 1加速，再垂直进入同一偏转电场U 2，它们飞出的偏移量y 相同y ＝U 2l 24U 1d ，偏转角θtan θ＝U 2l2U 1d自己证明也相同.所以同性粒子运动轨迹完全重合.三、示波管的原理1．构造示波管是示波器的核心部件，外部是一个抽成真空的玻璃壳，内部主要由电子枪(由发射电子的灯丝、加速电极组成)、偏转电极(由一对X 偏转电极板和一对Y 偏转电极板组成)和荧光屏组成，如图7所示．图72．原理(1)扫描电压：XX ′偏转电极接入的是由仪器自身产生的锯齿形电压．(2)灯丝被电源加热后，发射热电子，发射出来的电子经加速电场加速后，以很大的速度进入偏转电场，如在Y 偏转电极板上加一个信号电压，在X 偏转电极板上加一周期相同的扫描电压，在荧光屏上就会出现按Y 偏转电压规律变化的可视图象．深度思考示波管荧光屏上的亮线是怎样产生的？所加的扫描电压和信号电压的周期要满足什么条件才能得到待测信号在一个周期内的稳定图象？答案电子打在荧光屏上将出现一个亮点，若电子打在荧光屏上的位置快速移动，由于视觉暂留效应，能在荧光屏上看到一条亮线．所加的扫描电压和信号电压的周期相等才能得到待测信号在一个周期内的稳定图象．例3 示波管的内部结构如图8甲所示．如果在偏转电极XX′、YY′之间都没有加电压，电子束将打在荧光屏中心．如果在偏转电极XX′之间和YY′之间加上图丙所示的几种电压，荧光屏上可能会出现图乙中(a)、(b)所示的两种波形．则( )图8A．若XX′和YY′分别加电压(3)和(1)，荧光屏上可以出现图乙中(a)所示波形B．若XX′和YY′分别加电压(4)和(1)，荧光屏上可以出现图乙中(a)所示波形C．若XX′和YY′分别加电压(3)和(2)，荧光屏上可以出现图乙中(b)所示波形D．若XX′和YY′分别加电压(4)和(2)，荧光屏上可以出现图乙中(b)所示波形解析若XX′和YY′分别加电压(3)和(1)，则横轴自左向右移动，纵轴则按正弦规律变化，荧光屏上可以出现如图(a)所示波形，A对．若XX′和YY′分别加电压(4)和(1)则横轴不变，即波形只在纵轴上，不管纵轴上面波形如何变化始终只能在横轴出现一条线，(a)、(b)都不可能出现，B错．若XX′和YY′分别加电压(4)和(2)，同理，D错．若XX′和YY′分别加电压(3)和(2)则横轴自原点先向正方向运动后返回向负方向运动，到负方向一定位置后又返回，纵轴则先为负的定值后为正的定值，荧光屏上可以出现如图(b)所示波形，C对．答案AC1．(带电粒子的直线运动)(多选)如图9所示，电子由静止开始从A板向B板运动，当到达B极板时速度为v，保持两板间电压不变，则( )图9A ．当增大两板间距离时，v 增大B ．当减小两板间距离时，v 增大C ．当改变两板间距离时，v 不变D ．当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间也增大答案 CD解析根据动能定理研究电子由静止开始从A 板向B 板运动列出等式：eU ＝12mv 2，得v ＝2eUm所以当改变两板间距离时，v 不变，故A 、B 错误，C 正确；由于两极板之间的电压不变，所以极板之间的场强为E ＝U d，电子的加速度为a ＝eE m ＝eUmd，电子在电场中一直做匀加速直线运动，由d ＝12at 2＝eU 2md t 2得电子加速的时间为t ＝d2meU由此可见，当增大两板间距离时，电子在两板间的运动时间增大，故D 正确．故选C 、D. 2．(带电粒子的偏转)如图10所示，有一带电粒子贴着A 板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U 1时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U 2时，带电粒子沿②轨迹落到B 板中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为( )图10A ．U 1∶U 2＝1∶8B ．U 1∶U 2＝1∶4C ．U 1∶U 2＝1∶2D ．U 1∶U 2＝1∶1答案 A解析由y ＝12at 2＝12·Uq md ·l 2v 20，得U ＝2mv 20dy ql 2，所以U ∝yl2，可知A 项正确．3．(对示波管原理的认识)如图11是示波管的原理图．它由电子枪、偏转电极(XX ′和YY ′)、荧光屏组成，管内抽成真空．给电子枪通电后，如果在偏转电极XX ′和YY ′上都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心O 点．图11(1)带电粒子在________区域是加速的，在________区域是偏转的． (2)如果在荧光屏上P 点出现亮斑，那么示波管中的( ) A ．极板X 应带正电B ．极板X ′应带正电 C ．极板Y 应带正电D ．极板Y ′应带正电答案 (1)Ⅰ Ⅱ (2)AC4．(带电粒子的偏转)如图12为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K 发出(初速度可忽略不计)，经灯丝与A 板间的电压U 1加速，从A 板中心孔沿中心线KO 射出，然后进入两块平行金属板M 、N 形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场)，电子进入M 、N 间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P 点．已知M 、N 两板间的电压为U 2，两板间的距离为d ，板长为L ，电子的质量为m ，电荷量为e ，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力．图12(1)求电子穿过A 板时速度的大小； (2)求电子从偏转电场中射出时的偏移量；(3)若要电子打在荧光屏上P 点的上方，可采取哪些措施？答案 (1)2eU 1m (2)U 2L 24U 1d(3)见解析解析 (1)设电子经电压U 1加速后的速度为v 0，由动能定理有eU 1＝12mv 2解得v 0＝2eU 1m.(2)电子沿极板方向做匀速直线运动，沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动．设偏转电场的电场强度为E ，电子在偏转电场中运动的时间为t ，加速度为a ，电子离开偏转电场时的偏移量为y .由牛顿第二定律和运动学公式有t ＝L v 0a ＝eU 2mdy ＝12at 2 解得y ＝U 2L 24U 1d(3)减小加速电压U 1或增大偏转电压U 2.题组一带电粒子的加速1．如图1所示，在点电荷＋Q 激发的电场中有A 、B 两点，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为( )图1A ．1∶2B ．2∶1 C.2∶1 D ．1∶ 2答案 C解析质子和α粒子都带正电，从A 点释放将受静电力作用加速运动到B 点，设A 、B 两点间的电势差为U ，由动能定理可知，对质子：12m H v 2H ＝q H U ，对α粒子：12m αv 2α＝q αU .所以v Hv α＝q H m αq αm H ＝1×42×1＝2∶1. 2．(多选)图2为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空．A 为发射电子的阴极，K 为接在高电势点的加速阳极，A 、K 间电压为U ，电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从K 的小孔中射出时的速度大小为v .下面的说法中正确的是( )图2A ．如果A 、K 间距离减半而电压仍为U ，则电子离开K 时的速度仍为vB ．如果A 、K 间距离减半而电压仍为U ，则电子离开K 时的速度变为v2C ．如果A 、K 间距离不变而电压减半，则电子离开K 时的速度变为22vD ．如果A 、K 间距离不变而电压减半，则电子离开K 时的速度变为v2答案 AC解析电子在两个电极间的加速电场中进行加速，由动能定理eU ＝12mv 2－0得v ＝2eUm，当电压不变，A 、K 间距离变化时，不影响电子的速度，故A 正确；电压减半，则电子离开K 时的速度为22v ，C 正确． 3.如图3，一充电后的平行板电容器的两极板相距l .在正极板附近有一质量为M 、电荷量为q (q ＞0)的粒子；在负极板附近有另一质量为m 、电荷量为－q 的粒子．在电场力的作用下，两粒子同时从静止开始运动．已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距25l 的平面．若两粒子间相互作用力可忽略．不计重力，则M ∶m 为( )图3A ．3∶2B ．2∶1C ．5∶2D ．3∶1答案 A解析因两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距25l 的平面，电荷量为q 的粒子通过的位移为25l ，电荷量为－q 的粒子通过的位移为35l ，由牛顿第二定律知它们的加速度分别为a 1＝qE M 、a 2＝qE m ，由运动学公式有25l ＝12a 1t 2＝qE 2M t 2①，35l ＝12a 2t 2＝qE 2m t 2②，由①②得M m ＝32.B 、C 、D 错误，A 对．题组二带电粒子的偏转4．(多选)有一种电荷控制式喷墨打印机的打印头的结构简图如图4所示．其中墨盒可以喷出极小的墨汁微粒，此微粒经过带电室后以一定的初速度垂直射入偏转电场，再经偏转电场后打到纸上，显示出字符．不必考虑墨汁的重力，为了使打在纸上的字迹缩小，下列措施可行的是( )图4A ．减小墨汁微粒的质量B ．减小墨汁微粒所带的电荷量C ．增大偏转电场的电压D ．增大墨汁微粒的喷出速度答案 BD解析墨汁微粒在电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，则L ＝v 0t ；竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，则偏移距离y ＝12at 2；且qE ＝ma ，E ＝U d ，联立，解得y ＝12qUmd (Lv 0)2.为了使打在纸上的字迹缩小，可减小墨汁微粒所带的电荷量、减小偏转电压、增大墨汁微粒的质量和增大墨汁微粒的喷出速度，故选项B 、D 正确．5．如图5所示，a 、b 两个带正电的粒子，以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后，a 粒子打在B 板的a ′点，b 粒子打在B 板的b ′点，若不计重力，则( )图5A ．a 的电荷量一定大于b 的电荷量B ．b 的质量一定大于a 的质量C ．a 的比荷一定大于b 的比荷D ．b 的比荷一定大于a 的比荷答案 C解析粒子在电场中做类平抛运动，h ＝12·qE m (xv 0)2得：x ＝v 02mhqE.由v 02hm aEq a＜v 02hm bEq b得q a m a ＞q bm b.6．(多选)三个α粒子在同一地点沿同一方向垂直飞入偏转电场，出现了如图6所示的运动轨迹，由此可判断( )图6A ．在B 飞离电场的同时，A 刚好打在负极板上 B ．B 和C 同时飞离电场C ．进入电场时，C 的速度最大，A 的速度最小D ．动能的增加量C 最小，A 和B 一样大答案 ACD解析由题意知，三个α粒子在电场中的加速度相同，A 和B 有相同的偏转位移y ，由公式y ＝12at 2得，A 和B 在电场中运动的时间相同，由公式v 0＝xt 得v B >v A ，同理，v C >v B ，故三个粒子进入电场时的初速度大小关系为v C >v B >v A ，故A 、C 正确，B 错误；由题图知，三个粒子的偏转位移大小关系为y A ＝y B >y C ，由动能定理可知，三个粒子的动能的增加量C 为最小，A 和B 一样大，D 正确．题组三综合应用7．如图7所示的示波管，当两偏转电极XX ′、YY ′电压为零时，电子枪发射的电子经加速电场加速后会打在荧光屏上的正中间(图示坐标系的O 点，其中x 轴与XX ′电场的场强方向重合，x 轴正方向垂直于纸面向里，y 轴与YY ′电场的场强方向重合，y 轴正方向竖直向上)．若要电子打在图示坐标系的第Ⅲ象限，则( )图7A ．X 、Y 极接电源的正极，X ′、Y ′接电源的负极B ．X 、Y ′极接电源的正极，X ′、Y 接电源的负极C ．X ′、Y 极接电源的正极，X 、Y ′接电源的负极D ．X ′、Y ′极接电源的正极，X 、Y 接电源的负极答案 D解析若要使电子打在题图所示坐标系的第Ⅲ象限，电子在x 轴上向负方向偏转，则应使X ′接正极，X 接负极；电子在y 轴上也向负方向偏转，则应使Y ′接正极，Y 接负极，所以选项D 正确．8．如图8所示，平行板电容器两极板的间距为d ，极板与水平面成45°角，上极板带正电．一电荷量为q (q >0)的粒子在电容器中靠近下极板处．以初动能E k0竖直向上射出．不计重力，极板尺寸足够大．若粒子能打到上极板，则两极板间电场强度的最大值为( )图8A.E k04qdB.E k02qd C.2E k02qdD.2E k0qd答案 B解析根据电荷受力可以知道，粒子在电场中做曲线运动，如图所示．当电场足够大时，粒子到达上极板时速度恰好与上极板平行，如图，将粒子初速度v 0分解为垂直极板的v y 和平行极板的v x ，根据运动的合成与分解，当分速度v y ＝0时，则粒子的速度正好平行上极板，则根据运动学公式：－v 2y ＝－2Eq m d ，由于v y ＝v 0cos 45°，E k0＝12mv 20，联立整理得到E ＝E k02qd，故选项B 正确．9．一束正离子以相同的速率从同一位置，沿垂直于电场方向飞入匀强电场中，所有离子的运动轨迹都是一样的，这说明所有粒子( ) A ．都具有相同的质量 B ．都具有相同的电荷量 C ．具有相同的比荷 D ．都是同一元素的同位素答案 C解析由偏移距离y ＝12·qE m (l v 0)2＝qEl22mv 20可知，若运动轨迹相同，则水平位移相同，偏移距离y 也应相同，已知E 、l 、v 0是相同的，所以应有qm相同．10．(多选)如图9所示，水平放置的平行板电容器，上极板带负电，下极板带正电，带电小球以速度v 0水平射入电场，且沿下极板边缘飞出．若下极板不动，将上极板上移一小段距离，小球仍以相同的速度v 0从原处飞入，则带电小球( )图9A ．将打在下极板中央B ．仍沿原轨迹由下极板边缘飞出C ．不发生偏转，沿直线运动D ．若上极板不动，将下极板上移一段距离，小球可能打在下极板的中央答案 BD解析将电容器上极板或下极板移动一小段距离，电容器带电荷量不变，由公式E ＝U d ＝Q Cd＝4k πQεr S可知，电容器产生的场强不变，以相同速度入射的小球仍将沿原轨迹运动．当上极板不动，下极板向上移动时，小球可能打在下极板的中央．11．如图10所示，质量为m 、电荷量为q 的带电粒子，以初速度v 0垂直射入场强大小为E 、方向竖直向下的匀强电场中，射出电场的瞬时速度的方向与初速度方向成30°角．在这一过程中，不计粒子重力．求：图10(1)该粒子在电场中经历的时间； (2)粒子在这一过程中电势能的增量．答案 (1)3mv 03Eq (2)－16mv 20 解析 (1)分解末速度v y ＝v 0tan30°，在竖直方向v y ＝at ，a ＝qEm，联立三式可得t ＝3mv 03Eq. (2)射出电场时的速度v ＝v 0cos30°＝233v 0，由动能定理得电场力做功为W ＝12mv 2－12mv 20＝16mv 20，根据W ＝E p1－E p2得 ΔE p ＝－W ＝－16mv 20.12．两个半径均为R 的圆形平板电极，平行正对放置，相距为d ，极板间的电势差为U ，板间电场可以认为是匀强电场．一个α粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间，到达负极板时恰好落在极板中心．已知质子电荷量为e ，质子和中子的质量均视为m ，忽略重力和空气阻力的影响，求： (1)极板间的电场强度E ；(2)α粒子在极板间运动的加速度a ； (3)α粒子的初速度v 0.答案 (1)U d (2)eU 2md (3)R2d eUm解析 (1)极板间场强E ＝U d(2)α粒子电荷量为2e ，质量为4m ，所受电场力F ＝2eE ＝2eUd，α粒子在极板间运动的加速度a ＝F 4m ＝eU2dm(3)由d ＝12at 2，得t ＝2da＝2dm eU ，v 0＝R t ＝R 2d eUm13．一束电子从静止开始经加速电压U 1加速后，以水平速度射入水平放置的两平行金属板中间，如图11所示，金属板长为l ，两板距离为d ，竖直放置的荧光屏距金属板右端为L .若在两金属板间加直流电压U 2时，光点偏离中线打在荧光屏上的P 点，求OP .图11答案U 2l 2U 1d (l2＋L ) 解析电子经U 1的电场加速后，由动能定理可得eU 1＝mv 202①电子以v 0的速度进入U 2的电场并偏转t ＝l v 0② E ＝U 2d ③a ＝eE m ④v ⊥＝at ⑤由①②③④⑤得射出极板的偏转角θ的正切值tan θ＝v ⊥v 0＝U 2l 2U 1d. 所以OP ＝(l 2＋L )tan θ＝U 2l 2U 1d (l2＋L )．。

人教版高中物理选修3-1学案：第一章第8节电容器的电容含答案

第8节电容器的电容1.电容反映了电容器容纳电荷本领的大小，定义式为C＝QU，电容的大小决定于电容器本身，与Q和U无关。

2．平行板电容器的电容决定式为C＝εr S4πkd，即C由εr、S、d共同来决定。

3．平行板电容器保持电荷量不变的情况下，若只改变板间距离，则电场强度不变。

一、电容器和电容1．电容器的组成两个彼此绝缘的导体，当靠得很近且之间存有电介质时，就组成一电容器。

2．电容器的充放电过程充电过程放电过程定义使电容器带电的过程中和掉电容器所带电荷的过程方法将电容器的两极板与电源两极相连用导线将电容器的两极板接通场强变化极板间的场强增强极板间的场强减小能量转化其他能转化为电能电能转化为其他能3．电容(1)定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值，公式为C＝Q U 。

(2)物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量。

(3)单位：1 F＝106μF＝1012 pF。

二、平行板电容器及常见电容器1．平行板电容器(1)构成：由两个彼此绝缘的平行金属板。

(2)电容的决定因素：两板间距离d ，两板的正对面积S ，两板间电介质的相对介电常数εr 。

(3)关系式：C ＝εr S4πkd。

2．常见电容器分类⎩⎪⎨⎪⎧按电介质分：聚苯乙烯电容器、陶瓷电容器、电解电容器等按电容是否可变分：固定电容器、可变电容器3．电容器的额定电压和击穿电压(1)额定电压：电容器能够长期正常工作时的电压。

(2)击穿电压：电介质被击穿时在电容器两极板上的极限电压，若电压超过这一限度，则电容器就会损坏。

1．自主思考——判一判(1)电容大的电容器带电量一定多。

(×)(2)电容为C 的电容器所带电荷量为Q ，若电荷量增大为2Q ，则电容变为2C 。

(×) (3)电容器所带的电荷量Q 是指电容器的一个极板上所带电荷量的绝对值。

(√) (4)电容器外壳上标的是额定电压。

(√)(5)电解电容器使用时，正、负极不能接反。

人教版高中物理选修3-1学案：第一章第2节库仑定律含答案

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 ＝kq 1q 2r 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：如图所示，小球受Q 的斥力，丝线偏转。

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 ＝kq 1q 2r2，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。

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。

人教版高二物理选修3—1第一章1.3 电场强度课程教学设计

人教版物理选修3－1第一章第三节《电场强度》《电场强度》教学设计教学分析学生从本节课开始接触电场的概念，由于它的抽象性，故可先把它接受下来，在学习中逐渐加深对它的认识。

本节的主要内容包括电场及其力的性质，以及定义了电场强度来反映电场的强弱及其特点。

本节的主要特点就是抽象性强，场的概念较难理解，再就是引入点场强度这个物理量的时候采用了比值定义法，有方法论的介绍总结。

另外关于场的叠加要通过类比（类比波的叠加）进行研究，所以说本节还有方法性强的特点。

结合本节的特点和地位现定位本节的教学目标如下：1.使学生能初步接受场的客观存在的特殊物质性。

2.能够深入理解电场强度的物理意义、定义式、矢量性，也能应用其来分析计算一些简单问题。

3.通过知识的学习掌握科学的思维方式和研究问题的方法。

教学过程：（表一）（表二）（表三）第三节电场强度第一课时学案学习任务：理解电场的客观存在，理解电场强度，点电荷场强计算式，场强的叠加原理。

新课学习：①请进入角色，想象“假如你是一名乘客”情景，思考什么是“场”？②怎样解释电荷没有接触也能产生力呢？知识：电场:基本性质：③既然电荷是通过电场产生力的作用，那么电场又有哪些规律呢？怎么去研究这些规律呢？怎样描述各个不同位置的电场的强弱以及数量关系呢？场源电荷：试探电荷：电场强度：定义：公式：单位：方向：物理意义：巩固理解：1.电场中某点放一试探电荷，电荷量为q，受到电场力为F,则该点的场强为E=F/q, 则A．若移去试探电荷q，则该点的场强为零。

B．若在该点放一个电荷量为2q的试探电荷，该点的场强变为E/2.C．若在该点放一个电荷量为-2q的试探电荷,该点的场强仍为E，场强方向与原来相反。

D．若在该点放一个电荷量为-q/2的试探电荷,则该点的场强仍为E，场强方向也还是原来的方向，但-q/2的试探电荷受电场力F/2，方向与F相反。

2.由电场强度的定义式E=F/q可知，在电场中的同一点A．电场强度E跟F成正比，跟q成反比B．无论检验电荷所带的电量如何变化，F/q 始终不变C．电场中某点的场强为零，则在该点的电荷受到的电场力一定为零D．一个不带电的小球在P点受到的电场力为零，则P点的场强一定为零3.电场中有一点P,下列说法中正确的是：A．若放在P点电荷的电量减半，则P点的场强减半。

高中物理人教版选修31第1章第3节电场强度教学设计

电场强度教学设计【教材】人教版普通高中课程标准实验教科书物理选修3－1第一章第三节【教学时间】一课时【教学目标】一、知识与技能1.知道电荷的周围存在电场,电场是物质,电荷通过它的电场对其他电荷发生作用.2.理解电场强度概念(1)知道电场强度是描述电场强弱的物理量.(2)会用电场强度的公式和它的变形进行计算.3.理解点电荷的场强公式.4.知道电场的叠加原理,且能进行简单计算.二、过程与方法1．经历“探究描述电场强弱的物理量”的过程，获得探究活动的体验。

2．领略通过电荷在电场中所受静电力研究电场、理想模型法、比值法、类比法等物理学研究方法。

三、情感态度与价值观1．体验探究物理规律的艰辛与喜悦。

2．学习科学家严谨科学的态度。

【教学重点】1．探究描述电场强弱的物理量。

2．理解电场、电场强度的概念，并会根据电场强度的定义进行有关的计算。

【教学难点】探究描述电场强弱的物理量。

【教学用具】多媒体课件【设计思路】以“电荷间相互作用如何发生”、“如何描述电场的强弱”两大问题为主线展开，具体操作思路是：1．学生自学电场，培养学生阅读、汲取信息的能力。

2．通过实验模拟和定量分析的方法探究描述电场强弱的物理量。

3．通过练习巩固加深对电场强度概念的理解，探讨点电荷的电场及场强叠加原理。

【教学设计】一、复习提问、新课导入（5分钟）教师：上一节课我们学习了库仑定律，请同学们回忆一下：库仑定律的内容是什么？学生回答：略教师：我们不免会产生这样的疑问：投影展示问题1：真空中？它们之间相隔一定的距离这种相互作用是如何产生的呢？难道能够不需介质超越空间？教师：这幅图大家不陌生，那么相同的小球在不同的位置所受作用力不一样，说明了什么？学生回答：库仑力的大小与距离有关。

教师：其本质原因又是什么呢？（投影展示问题2）教师：带着这两个疑问，本节课我们一齐来学习第三节电场强度。

（板书课题）二、新课教学（35分钟）（一）电场教师：请同学们带着以下问题自学“电场”内容。

高二物理选修3-1优秀导学案(第1至3章)(51页)

高二物理选修3-1教案目录第一章静电场21.1电荷及其守恒定律21.2库仑定律51.3.1电场强度71.3.2专题：静电平衡101.4电势能电势131.5电势差151.6电势差与电势强度地关系161.7电容器与电容181.8带电粒子在电场中地运动19第二章、恒定电流222.1、导体中地电场和电流（1课时）222.2、电动势（1课时）242.3、欧姆定律（2课时）262.4、串联电路和并联电路（2课时）282.5、焦耳定律（1课时）30第三章磁场教案323.1 磁现象和磁场（1课时）323.2 、磁感应强度（1课时）343.3 、几种常见地磁场（1.5课时）363.4 、磁场对通电导线地作用力（1.5课时）393.5、磁场对运动电荷地作用（1课时）423.6、带电粒子在匀强磁场中地运动（2课时+1练习）45第一章静电场1.1电荷及其守恒定律教学三维目标（一）知识与技能1．知道两种电荷及其相互作用．知道电量地概念．2．知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中地正负电荷分开．3．知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中地电荷分开．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、通过对初中知识地复习使学生进一步认识自然界中地两种电荷2、通过对原子核式结构地学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷，而是使物体中地电荷分开．但对一个与外界没有电荷交换地系统，电荷地代数和不变.（三）情感态度与价值观通过对本节地学习培养学生从微观地角度认识物体带电地本质重点：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地相关问题.教学过程：（一）引入新课：新地知识内容，新地学习起点．本章将学习静电学．将从物质地微观地角度认识物体带电地本质，电荷相互作用地基本规律，以及与静止电荷相联系地静电场地基本性质.【板书】第一章静电场复习初中知识：【演示】摩擦过地物体具有了吸引轻小物体地性质，这种现象叫摩擦起电，这样地物体就带了电．【演示】用丝绸摩擦过地玻璃棒之间相互排斥，用毛皮摩擦过地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】自然界中地两种电荷正电荷和负电荷：把用丝绸摩擦过地玻璃棒所带地电荷称为正电荷，用正数表示．把用毛皮摩擦过地硬橡胶棒所带地电荷称为负电荷，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】电荷（1）原子地核式结构及摩擦起电地微观解释原子：包括原子核（质子和中子）和核外电子.（2）摩擦起电地原因：不同物质地原子核束缚电子地能力不同．实质：电子地转移．结果：两个相互摩擦地物体带上了等量异种电荷．（3）金属导体模型也是一个物理模型P3用静电感应地方法也可以使物体带电．【演示】：把带正电荷地球C移近彼此接触地异体A，B(参见课本图1.1－1)．可以看到A，B 上地金属箔都张开了，表示A，B都带上了电荷．如果先把C移走，A和B上地金属箔就会闭合．如果先把A和B分开，然后移开C，可以看到A和B仍带有电荷；如果再让A和B接触，他们就不再带电．这说明A 和B 分开后所带地是异种等量地电荷，重新接触后等量异种电荷发生中和．【板书】（4）、静电感应：把电荷移近不带电地异体，可以使导体带电地现象.利用静电感应使物体带电，叫做感应起电．提出问题：静电感应地原因？带领学生分析物质地微观分子结构，分析起电地本质原因：把带电地球C 移近金属导体A 和B 时，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，使导体上地自由电子被吸引过来，因此导体A 和B 带上了等量地异种电荷．感应起电也不是创造了电荷，而是使物体中地正负电荷分开，是电荷从物体地一部分转移到另一部分.得出电荷守恒定律．【板书】2、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，或者从物体地一部分转移到另一部分．另一种表述：一个与外界没有电荷交换地系统，电荷地代数和总是保持不变.○引导学生分析问题与练习33．元电荷电荷地多少叫做电荷量．符号：Q 或q 单位：库仑符号：C元电荷:电子所带地电荷量，用e 表示.注意：所有带电体地电荷量或者等于e ，或者等于e 地整数倍.就是说，电荷量是不能连续变化地物理量.电荷量e 地值：e =1.60×10-19C比荷：电子地电荷量e 和电子地质量m e 地比值,为111076.1⨯=em e C/㎏【小结】对本节内容做简要地小结●巩固练习1．关于元电荷地理解，下列说法正确地是：[ ]A ．元电荷就是电子B ．元电荷是表示跟电子所带电量数值相等地电量C ．元电荷就是质子D ．物体所带地电量只能是元电荷地整数倍2．5个元电荷地电量是________，16 C 电量等于________元电荷．3．关于点电荷地说法，正确地是：[ ]A ．只有体积很小地带电体才能看成点电荷B ．体积很大地带电体一定不能看成点电荷C ．当两个带电体地大小及形状对它们之间地相互作用力地影响可以忽略时，这两个带电体可看成点电荷D ．一切带电体都可以看成点电荷●作业1．复习本节课文．2．思考与讨论：引导学生完成课本P 5问题与练习1-4说明：1、两种电荷及其相互作用、电荷量地概念、摩擦起电地知识，这些在初中都已经讲过，本节重点是讲述静电感应现象．要做好演示实验，使学生清楚地知道什么是静电感应现象．在此基础上，使学生知道，感应起电也不是创造了电荷，而是使物体中地正负电荷分开，使电荷从物体地一部分转移到另一部分．本节只说明静电感应现象.2．在复习摩擦起电现象和讲述静电感应现象地基础上，说明起电地过程是使物体中正负电荷分开地过程，进而说明电荷守恒定律．3．要求学生知道元电荷地概念，而密立根实验作为专题，有条件地学校可以组织学生选学．教后记：1、学生对三种起电方式展开了激烈地讨论，还例举了生活中地静电现象.对点电荷、元电荷、质子电量、电子电量之间关系下节课还要复习.1.2库仑定律教学三维目标（一）知识与技能1．掌握库仑定律，要求知道点电荷地概念，理解库仑定律地含义及其公式表达，知道静电力常量．2．会用库仑定律地公式进行有关地计算．3．知道库仑扭秤地实验原理．（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地因素，再得出库仑定律（三）情感态度与价值观培养学生地观察和探索能力重点：掌握库仑定律难点：会用库仑定律地公式进行有关地计算教学过程：（一）复习上课时相关知识（二）新课教学【板书】----第2节、库仑定律提出问题：电荷之间地相互作用力跟什么因素有关？【演示】：带正电地物体和带正电地小球之间地相互作用力地大小和方向．使同学通过观察分析出结论(参见课本图1.2－1)．【板书】：1、影响两电荷之间相互作用力地因素：1．距离．2．电量．2、库仑定律内容表述：力地大小跟两个点电荷地电荷量地乘积成正比，跟它们地距离地二次方成反比．作用力地方向在两个点电荷地连线上公式：221rq q k F 静电力常量k =9.0×109N ·m 2/C 2适用条件：真空中，点电荷——理想化模型【介绍】：（1）．关于“点电荷”，应让学生理解这是相对而言地，只要带电体本身地大小跟它们之间地距离相比可以忽略，带电体就可以看作点电荷．严格地说点电荷是一个理想模型，实际上是不存在地．这里可以引导学生回顾力学中地质点地概念．容易出现地错误是：只要体积小就能当点电荷，这一点在教学中应结合实例予以纠正．（2）．要强调说明课本中表述地库仑定律只适用于真空，也可近似地用于气体介质，对其它介质对电荷间库仑力地影响不便向学生多作解释，只能简单地指出：为了排除其他介质地影响，将实验和定律约束在真空地条件下．扩展：任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成地．任意两点电荷之间地作用力都遵守库仑定律．用矢量求和法求合力．利用微积分计算得：带电小球可等效看成电量都集中在球心上地点电荷．静电力同样具有力地共性，遵循牛顿第三定律，遵循力地平行四边形定则．【板书】：3、库仑扭秤实验（1785年，法国物理学家．库仑）【演示】：库仑扭秤(模型或挂图)介绍：物理简史及库仑地实验技巧．实验技巧：（1）．小量放大．（2）．电量地确定．【例题1】：试比较电子和质子间地静电引力和万有引力．已知电子地质量m 1=9.10×10-31kg ，质子地质量m2=1.67×10-27kg．电子和质子地电荷量都是1.60×10-19C．分析：这个问题不用分别计算电子和质子间地静电引力和万有引力，而是列公式，化简之后，再求解．解：电子和质子间地静电引力和万有引力分别是FQrFmrFFQGm mF F 122222122121 21919113127160160910167=kQ=Gm=kQ=9.01010106.67101010=2.310 111939，，·×××××××××××....-----可以看出，万有引力公式和库仑定律公式在表面上很相似，表述地都是力，这是相同之处；它们地实质区别是：首先万有引力公式计算出地力只能是相互吸引地力，绝没有相排斥地力．其次，由计算结果看出，电子和质子间地万有引力比它们之间地静电引力小地很多，因此在研究微观带电粒子间地相互作用时，主要考虑静电力，万有引力虽然存在，但相比之下非常小，所以可忽略不计．【例题2】：详见课本P9【小结】对本节内容做简要地小结（三）巩固练习复习本节课文及阅读科学漫步引导学生完成问题与练习，练习1、2、4，作业纸.参考题1．真空中有两个相同地带电金属小球A和B，相距为r，带电量分别为q和2q，它们之间相互作用力地大小为F．有一个不带电地金属球C，大小跟A、B相同，当C跟A、B小球各接触一次后拿开，再将A、B间距离变为2r，那么A、B间地作用力地大小可为：[ ]A．3F/64 B．0C．3F/82 D．3F/162．如图14－1所示，A、B、C三点在一条直线上，各点都有一个点电荷，它们所带电量相等．A、B两处为正电荷，C处为负电荷，且BC=2AB．那么A、B、C三个点电荷所受库仑力地大小之比为________．×10-2C，3．真空中有两个点电荷，分别带电q1=5×10-3C，q2=－2它们相距15cm，现引入第三个点电荷，它应带电量为________，放在________位置才能使三个点电荷都处于静止状态．4．把一电荷Q分为电量为q和(Q－q)地两部分，使它们相距一定距离，若想使它们有最大地斥力，则q和Q地关系是________．说明：1．点电荷是一种理想化地物理模型，这一点应该使学生有明确地认识．2．通过本书地例题，应该使学生明确地知道，在研究微观带电粒子地相互作用时为什么可以忽略万有引力不计．3．在用库仑定律进行计算时，要用电荷量地绝对值代入公式进行计算，然后根据是同种电荷，还是异种电荷来判断电荷间地相互作用是引力还是斥力．4．库仑扭秤地实验原理是选学内容，但考虑到库仑定律是基本物理定律，库仑扭秤地实验对检验库仑定律具有重要意义，所以希望教师介绍给学生，可利用模型或挂图来介绍．教后记：1、学生对点电荷地认识不够明确，没有判断意识.对库仑扭秤地实验很感兴趣，还能在生活中寻找将微小形变放大地例子.1.3.1电场强度教学三维目标（一）知识与技能1．知道电荷间地相互作用是通过电场发生地，知道电场是客观存在地一种特殊物质形态．2．理解电场强度地概念及其定义式，会根据电场强度地定义式进行有关地计算，知道电场强度是矢量，知道电场强度地方向是怎样规定地．3．能根据库仑定律和电场强度地定义式推导点电荷场强地计算式，并能用此公式进行有关地计算．4．知道电场地叠加原理，并应用这个原理进行简单地计算．（二）过程与方法通过分析在电场中地不同点，电场力F与电荷电量q地比例关系，使学生理解比值F/q反映地是电场地强弱，即电场强度地概念；知道电场叠加地一般方法.（三）情感态度与价值观培养学生学会分析和处理电场问题地一般方法.重点：电场强度地概念及其定义式难点：对电场概念地理解、应用电场地叠加原理进行简单地计算教学过程（一）引入新课问题引入：电荷间地相互作用力是怎样产生地？（二）新课教学-----第3节电场电场强度1、电场：启发学生从哲学角度认识电场，理解电场地客观存在性，不以人地意识为转移，但能为人地意识所认识地物质属性．利用课本图14－5说明：电荷A和B是怎样通过电场与其他电荷发生作用．电荷A对电荷B地作用，实际上是电荷A地电场对电荷B地作用；电荷B对电荷A地作用，实际上是电荷B地电场对电荷A地作用．（1）电荷之间地相互作用是通过特殊形式地物质——电场发生地，电荷地周围都存在电场.特殊性：不同于生活中常见地物质，看不见，摸不着，无法称量，可以叠加.物质性：是客观存在地，具有物质地基本属性——质量和能量.（2）基本性质：主要表现在以下几方面①引入电场中地任何带电体都将受到电场力地作用，且同一点电荷在电场中不同点处受到地电场力地大小或方向都可能不一样.②电场能使引入其中地导体产生静电感应现象.③当带电体在电场中移动时，电场力将对带电体做功，这表示电场具有能量.可见，电场具有力和能地特征提出问题：同一电荷q在电场中不同点受到地电场力地方向和大小一般不同，这是什么因素造成地？引出电场强度地概念：因为电场具有方向性以及各点强弱不同，所以靠成同一电荷q在电场中不同点受到地电场力地方向和大小不同，我们用电场强度来表示电场地强弱和方向．2、电场强度(E)：由图1.2-1可知带电金属球周围存在电场.且从小球受力情况可知，电场地强弱与小球带电和位置有关.引出试探电荷和场源电荷----（1）关于试探电荷和场源电荷-（详见P12）注意：检验电荷是一种理想化模型，它是电量很小地点电荷，将其放入电场后对原电场强度无影响指出：虽然可用同一电荷q在电场中各点所受电场力F地大小来比较各点地电场强弱，但是电场力F地大小还和电荷q地电量有关，所以不能直接用电场力地大小表示电场地强弱．实验表明：在电场中地同一点，电场力F与电荷电量q成正比，比值F/q由电荷q在电场中地位置所决定，跟电荷电量无关，是反映电场性质地物理量，所以我们用这个比值F/q来表示电场地强弱．（2）电场强度①定义：电场中某一点地电荷受到地电场力F跟它地电荷量q地比值，叫做该点地电场强度，简称场强．用E表示.公式（大小）：E=F/q （适用于所有电场）单位：N/C意义P13提出问题：电场强度是矢量，怎样表示电场地方向呢？②方向性：物理学中规定，电场中某点地场强方向跟正电荷在该点所受地电场力地方向相同．指出：负电荷在电场中某点所受地电场力地方向跟该点地场强方向相反．带领学生讨论真空中点电荷周围地电场，说明研究方法：将检验电荷放入点电荷周围地电场中某点，判断其所受地电场力地大小和方向，从而得出该点场强．．◎唯一性和固定性电场中某一点处地电场强度E是唯一地，它地大小和方向与放入该点电荷q无关，它决定于电场地源电荷及空间位置，电场中每一点对应着地电场强度与是否放入电荷无关.带领学生总结出真空中点电荷周围电场地大小和方向．在此过程中注意引导学生总结公式E=F/q 和E=kQ/r2地区别及联系．3、（真空中）点电荷周围地电场、电场强度地叠加（1）点电荷周围地电场①大小：E=kQ/r2 （只适用于点电荷地电场）②方向：如果是正电荷，E地方向就是沿着PQ地连线并背离Q；如果是负电荷：E地方向就是沿着PQ地连线并指向Q．(参见课本图14－7)说明：公式E=kQ/r2中地Q是场源电荷地电量，r是场中某点到场源电荷地距离．从而使学生理解：空间某点地场强是由产生电场地场源电荷和该点距场源电荷地距离决定地，与检验电荷无关．提出问题：如果空间中有几个点电荷同时存在，此时各点地场强是怎样地呢？带领学生由检验电荷所受电场力具有地叠加性，分析出电场地叠加原理．（2）电场强度地叠加原理：某点地场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生地场强地矢量和．先分析方法（P13-14）后举例：先在同一直线再不在同一直线.例如：课本图1.3-3中P点地场强，等于＋Q1在该点产生地场强E1和Q2在该点产生地场强E2地矢量和．从而使学生进一步理解到，任何带电体都可以看做是有许多点电荷组成地．利用点电荷场强地计算公式及叠加原理就可以计算出其周围各点场强．【例题】（课本P9例题演变）在真空中有两个点电荷Q1=＋3.0×10-8C和Q2=－3.0×10-8C，它们相距0.1m，求电场中A点地场强．A点与两个点电荷地距离相等，r=0.1m分析：点电荷Q1和Q2地电场在A点地场强分别为E1和E2，它们大小相等，方向如图所示，合场强E在E1和E2地夹角地平分线上，此平分线跟Q1和Q2地连线平行．解：E=E1cos60°＋E2cos60°=2E1cos60°=2kQ1cos60°/r2代入数值得 E=2.7×104N/C可以证明：一个半径为R地均匀球体（或球壳）在外部产生地电场，与一个位于球心地、电荷量相等地点电荷产生地电场相同，球外各点和电场强度一样即：E=kQ/r2◎组织学生讨论课本中地【说一说】，由学生讨论后归纳：（1）关于静电平衡（2）静电平衡后导体内部电场地特点：①处于静电平衡状态地导体，内部地场强处处为零（注意：这时地场强是合场强，即外电场和感应电场地叠加）②处于静电平衡状态地导体，电荷只分布在导体地外表面上.4、电场线（1）电场线：电场线是画在电场中地一条条有方向地曲线，曲线上每点地切线方向表示该点地电场强度地方向.（2）电场线地基本性质①电场线上每点地切线方向就是该点电场强度地方向.②电场线地疏密反映电场强度地大小(疏弱密强).③静电场中电场线始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远.它不封闭，也不在无电荷处中断.④任意两条电场线不会在无电荷处相交(包括相切)介绍各种点电荷电场线地分布情况.【演示】模拟电场线指出：电场线是为了形象描述电场而引入地，电场线不是实际存在地线.5、匀强电场(1)定义：电场中各点场强地大小相等、方向相同地电场就叫匀强电场.(2)匀强电场地电场线：是一组疏密程度相同(等间距)地平行直线.例如，两等大、正对且带等量异种电荷地平行金属板间地电场中，除边缘附近外，就是匀强电场.如图14.3-1.常见电场地电场线电场电场线图样简要描述正点电荷发散状负点电荷会聚状等量同号电荷相斥状等量异号电荷相吸状匀强电场平行地、等间距地、同向地直线（三）【小结】对本节内容做简要地小结◎巩固练习1．下列说法中正确地是：[ABC ]A．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场B．电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们地感觉而客观存在地东西C．电荷间地相互作用是通过电场而产生地，电场最基本地性质是对处在它里面地电荷有力地作用2．下列说法中正确地是：[BC ]A．电场强度反映了电场地力地性质，因此场中某点地场强与检验电荷在该点所受地电场力成正比B．电场中某点地场强等于F/q，但与检验电荷地受力大小及带电量无关C．电场中某点地场强方向即检验电荷在该点地受力方向D．公式E=F/q和E=kQ/r2对于任何静电场都是适用地3．下列说法中正确地是：[ACD ]A．场强地定义式E=F/q中，F是放入电场中地电荷所受地力，q是放入电场中地电荷地电量B．场强地定义式E=F/q中，F是放入电场中地电荷所受地力，q是产生电场地电荷地电量C．在库仑定律地表达式F=kq1q2/r2中kq2/r2是电荷q2产生地电场在点电荷q1处地场强大小，此场对q1作用地电场力F=q1×kq2/r2，同样kq1/r2是电荷q1产生地电场在点电荷q2处地场强地大小，此场对q2作用地电场力F=q2×kq1/r2D．无论定义式E=F/q中地q值(不为零)如何变化，在电场中地同一点，F与q地比值始终不变4．讨论电场力与电场强度地区别于联系物理量比较内容电场力电场强度物理意义电荷在电场中所受力反映电场的力的属性决定因素由电场和电荷共同决定仅由电场自身决定大小F=qE E=F/q方向正电荷受力与E同向负电荷受力与E反向规定E的方向为正电荷在该点的受力方向区别●作业复习本节课文1、思考课本P16问题与练习第(1)、(3)、(4)、(5)、(7)题．2、作业纸．参考题在电场中某一点，当放入正电荷时受到地电场力向右，当放入负电荷时受到电场力向左，下列说法正确地是：[ ]A．当放入正电荷时，该点地场强向右，当放入负电荷时，该点地场强向左B．只有在该点放入电荷时，该点才有场强C．该点地场强方向一定向右D．以上说法均不正确真空中，两个等量异种点电荷电量数值均为q，相距r．两点电荷连线中点处地电场强度地大小为：[ ]A．B．2kq/r2C．4k/r2D．8kq/r23．真空中，A，B两点上分别设置异种点电荷Q1、Q2，已知两点电荷间引力为10N，Q1=1.0×10-2C，Q2=2.0×10-2C．则Q2在A处产生地场强大小是________N/C，方向是________；若移开Q2，则Q1在B 处产生地场强地大小是________N/C，方向是________．说明1．电场强度是表示电场强弱地物理量，因而在引入电场强度地概念时，应该使学生了解什么是电场地强弱，同一个电荷在电场中地不同点受到地电场力地大小是不同地，所受电场力大地点，电场强．2．应当使学生理解为什么可以用比值F/q来表示电场强度，知道这个比值与电荷q无关，是反映电场性质地物理量．用比值定义一个新地物理量是物理学中常用地方法，应结合学生前面学过地类似地定义方法，让学生领会电场强度地定义．3．应当要求学生确切地理解E=F/q和E=kQ/r2这两个公式地含义，以及它们地区别和联系．4．应用电场地叠加原理进行计算时不应过于复杂，一般只限于两个电场叠加地情形．通过这种计算，使学生理解场强地矢量性5．电场线是为了形象描述电场而引入地，电场线不是实际存在地线.教后记：1、对于两个公式地理解以及电场强度地定义还存在问题，要通过题目去强化.2、对于几种典型问题，学生死记答案，要让他们养成分析题目地习惯.学生对于计算题过于依赖计算器，要让他们养成手算习惯.1.3.2专题：静电平衡【教学三维目标】1．知道静电感应产生地原因，理解什么是静电平衡状态2．理解静电平衡时，净电荷只分布在导体表面且内部场强处处为零3．知道静电屏蔽及其应用【重点难点】静电平衡状态电场中导体地特点【教学方法】推理归纳法、问题解决法、实验法【教具准备】。

人教版高中物理选修3-1教案

高一物理选修3-1教案第一章静电场1.1电荷及其守恒定律一、教学三维目标（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二、教学重点：电荷守恒定律三、教学难点：利用电荷守恒定律分析解决摩擦起电和感应起电的相关问题。

四、教学具体过程：（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，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】一、电荷1、使物体带点的三种方式摩擦起电（1）原子的核式结构及摩擦起电的微观解释原子：包括原子核（质子和中子）和核外电子（2）摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同（3）实质：电子的转移（电子从一个物体转移到另一个物体）（4）结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷接触带电（1）接触带电的原因：一个物体带电时，电荷之间会相互排斥，如果接触另一个导体电荷会转移到这个导体上，使物体带电（2）实质：电子的转移（电子从一个物体转移到另一个物体）（3）结果：接触带电两个物体最终的电量分配很复杂，但有一种情况能确定电荷量的分配：两个完全相同的导体球相互接触后把剩余电荷量平分例：1甲、乙两完全相同的金属球分别带+10C 和-6C 的电荷量，接触后均带+2C 电荷量2若两球分别带+10C 和-10C 电荷量，接触后都不带电，这种现象叫电荷的中和感应起电【演示】：把带正电荷的球C 移近彼此接触的异体A ，B(参见课本图1.1－1)．可以看到A ，B 上的金属箔都张开了，表示A ，B 都带上了电荷．如果先把C 移走，A 和B 上的金属箔就会闭合．如果先把A 和B 分开，然后移开C ，可以看到A 和B 仍带有电荷；如果再让A 和B 接触，他们就不再带电．这说明A 和B 分开后所带的是异种等量的电荷，重新接触后等量异种电荷发生中和．（1）感应起电的原因：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，使靠近带电体的一端带上异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷，这种现象叫静电感应，利用静电感应使金属导体带电的过程叫感应起电（2）实质：电子的转移（电子从物体的一部分转移到另一部分）练习：二、电荷守恒定律内容：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：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变。

人教版高中物理选修3-1第1章第3节电场强度教案

第1章第3节电场强度一．教学目标1.知识与技能目标（1）知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊物质形态；（2）理解电场强度的概念、定义式及有关的计算，知道电场强度是矢量及方向是怎样规定的；2.过程与方法目标（1）通过分析电场中不同点的电场力F与电荷电量q的比例关系，使学生理解比值反映的是电场的强弱。

通过类比方法、比值法定义物理量，提高学生研究问题的能力；3.情感态度与价值观目标（1）使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的认识事物的一种重要的科学方法；培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。

（2）通过电场的教学，培养学生对物质的认识观。

（3）使学生从一些特殊事物找出它们的共性而得到一般的规律二、重点、难点重点：电场、电场强度的概念，电场强度的定义式难点：电场概念的理解、电场强度定义的理解三、教学方法启发法、合作探究法四、教学媒介教学媒体、课件；五、教学过程：一、导入新课举例：推桌子，桌子受推力，手离开桌子，推力消失；桌子在地面受支持力，与地面分开，不再受地面的支持力，以上两个例子因为相互接触才受到力，但电荷与电荷之间不需要接触就有力的作用，请问是如何实现的——电场观看视频：物理学家法拉第的观点；问：他的观点是正确的吗？学生答：是。

过渡：今天我们就来学习电荷周围的这种特殊物质—电场二、出示学习目标1.知道电荷间的相互作用是通过电场实现的2.体会比值定义物理量的方法，理解电场强度的定义公式、单位、方向三、对课前自学的检测思考：1.电场看不见摸不着是不是法拉第假想出来的？2.什么是电场？提问学生展示自学成果：1.定义：电场是存在于电荷周围的一种特殊物质，是有电荷产生老师举例：风看不见摸不着但能感受到帮助学生理解电场。

3.如何证实空间有电场或者说如何检验空间有电场？提问学生：对放入其中的电荷有力的作用过渡语：既然电场是看不见摸不着但真实存在的，接下来我们就来研究这个特殊的物质。

高中物理：电场学案(新人教版选修3-1第一章学案)(原创)

第一章静电场第一节电荷及其守恒定律前置诊断：本节重点讲述了电荷守恒定律和起电方法。

1．自然界中只存在两种电荷：同种电荷互相，异种电荷互相。

2．电子和质子带有等量的异种电荷，电荷量e＝C。

实验指出，所有带电体的电荷量都是电荷量e的。

所以，电荷量e称为。

电荷量e的数值最早是由美国物理学家测得的。

3．使不带电的物体通过某种方式转化为带电状态的过程叫。

常见的起电方式有、和等。

例如：一个带电的金属球跟另一个与它完全相同的不带电的金属球接触后，两者必定带上等量同种电荷；用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带电；不带电的导体在靠近带电体时，导体中的自由电荷受到带电体的作用而重新分布，使导体的两端出现电荷。

4．电荷守恒定律：电荷既不能，也不会，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；在转移的过程中，电荷量的总量保持不变。

电荷守恒定律是自然界重要的基本定律之一。

在发生正负电荷湮没的过程中，电荷的代数和仍然不变，所以电荷守恒定律也常常表述为：。

5．原子核的正电荷数量与核外电子的负电荷的数量一样多，所以整个原子对表现为。

6．不同物质的微观结构不同，核外电子的多少和运动情况也不同。

在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，这种电子叫做自由电子。

失去这种电子的原子便成为带正电的离子，离子都在自己的平衡位置上振动而不移动，只有自由电子穿梭其中。

所以金属导电时只有在移动。

答案：1.排斥吸引 2. 1.6×10-19整数倍元电荷密立根 3.起电摩擦起电接触起电感应起电负正等量异种 4.创生消灭一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变5. 电中性 6.自由电子专家说课：在干燥的冬天，你也许有过这样的经历：当你经过铺有地毯的走道来到房间门口，在伸手接触金属门把的一刹那，突然听到“啪”的一声，手被麻了一下，弄得你虚惊一场，是谁在恶作剧？回答可能有点意外，原来是电荷在作怪。

物理人教选修3-1学案：第一章第1节电荷及其守恒定律含解析

1 电荷及其守恒定律答案：（1）正电荷（2）负电荷(3）排斥(4）吸引（5）摩擦起电(6）接触起电(7）感应起电（8）电子的转移(9）创生（10）消灭（11）总量(12)代数和(13）库仑（14）库(15）电荷量（16)元电荷（17）1.60×10－19 C1．两种电荷（1）两种电荷自然界中只存在两种电荷，即正电荷和负电荷。

①正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷。

②负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷叫做负电荷。

（2）自由电子和离子①自由电子：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，这种电子叫做自由电子。

②离子：失去电子的原子便成为带正电的离子，称为正离子；得到电子的原子便成为带负电的离子,称为负离子。

（3）物体带电物体有了吸引轻小物体的性质，我们就说它带了电，或带了电荷.①物质由中性的原子组成，原子由原子核和核外电子组成，电子带负电，原子核带正电;由中性原子组成的物体，对外表现为不带电状态，物体呈电中性；呈电中性的物体失去电子带正电，得到电子带负电，物体带电的实质是电子的得失.②在物体内部，原子核是相对固定的，内部的质子更不能脱离原子核而移动,而离核较远的核外电子容易受到外界的作用而脱离原子，所以起电过程中转移的都是核外的电子。

析规律（1）当物体不带电时，物体内部也存在电荷，只不过正电荷数量与负电荷数量相等。

（2)当物体相互吸引时，至少有一个物体带电;当两带电物体相互排斥时,二者必定带同种电荷。

【例1】下列判断小球是否带电的说法中正确的是（）A．用一个带电体靠近它，如果能够吸引小球，则小球一定带电B．用一个带电体靠近它，如果能够排斥小球，则小球一定带电C．用验电器的金属球接触它后，如果验电器的金属箔能改变角度，则小球一定带电D．如果小球能吸引小纸屑，则小球一定带电解析：用一个带电体靠近它，如果能够吸引小球，小球可能带异种电荷，也可能不带电；如果能够排斥小球，则小球一定带同种电荷.用验电器的金属球接触它时,还需知道验电器金属球的带电情况才能予以判断。

物理选修3-1全书全套(学案)

第一章静电场§1.1电荷及其守恒定律、库仑定律、电场强度【学习目标】1、了解元电荷的含义，理解电荷守恒定律的不同表述。

2、掌握库仑定律，能够解决有关的问题。

3、理解电场强度及其矢量性，掌握电场强度的叠加，并进行有关的计算。

4、知道用电场线描述电场的方法。

理解引入电场线的意义。

【自主学习】一、电荷及电荷守恒1、自然界中存在电荷，正电荷和负电荷，同种电荷相互，异种电荷相互。

电荷的多少叫做，单位是库仑，符号是C 。

所有带电体的带电量都是电荷量e= 的整数倍，电荷量e 称为。

2、（1）点电荷是一种模型，当带电体本身和对研究的问题影响不大时，可以将带电体视为点电荷。

真正的点电荷是不存在的，这个特点类似于力学中质点的概念。

3、使物体带电有方法：摩擦起电、感应起电、接触起电，其实质都是电子的转移。

4、电荷既不能，也不能，只能从一个物体到另一个物体，或从物体的转移到，在转移的过程中，电荷的总量，这就是电荷守恒定律。

二、库仑定律1、真空中两个之间的相互作用力F 的大小，跟它们的电荷量Q 1、Q 2的乘积成，跟它们的距离r 的成反比，作用力的方向沿着它们的。

公式F= 其中静电力常量k 适用范围：真空中的。

（1）FE q=是电场强度的定义式，适用于的静电场。

（2）2QE kr =是点电荷在真空中形成的电场中某点场强的计算式，只适用于在真空中形成的电场。

（3）UE d是匀强电场中场强的计算式，只适用于，其中，d 必须是沿的距离。

3、电场的叠加电场需按矢量的运算法则，即按平行四边形定则进行运算。

四、电场线（1）电场线：在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点的方向都跟该点的方向一致，这样的曲线就叫做电场线。

电场线是人们为了描述而人为地画出来的，电场中并非真正存在着这样一些曲线。

它可以形象直观地反映电场的和。

（2）电场线的性质：电场线起始于（或无穷远处）；终止于（或无穷远处）。

人教版高中物理选修3-1教案设计

备课时间：授课时间：课时：第一章静电场1.1电荷及其守恒定律一．教学三维目标（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二．重点：电荷守恒定律三．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。

四．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。

（2）摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同．实质：电子的转移．结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷．（3）金属导体模型也是一个物理模型P3用静电感应的方法也可以使物体带电．【演示】：把带正电荷的球C移近彼此接触的异体A，B(参见课本图1.1－1)．可以看到A，B 上的金属箔都张开了，表示A，B都带上了电荷．如果先把C移走，A和B上的金属箔就会闭合．如果先把A 和B 分开，然后移开C ，可以看到A 和B 仍带有电荷；如果再让A 和B 接触，他们就不再带电．这说明A 和B 分开后所带的是异种等量的电荷，重新接触后等量异种电荷发生中和．【板书】（4）、静电感应：把电荷移近不带电的异体，可以使导体带电的现象。

新人教版高中物理选修3-1第一章静电场教案

普通高中课程标准实验教科书—物理选修3－1[人教版]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。

新课程学习1.1 电荷及其守恒定律★新课标要求（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。

人教版高中物理选修3-1全册导学案

人教版高中物理选修3-1 全册导学案目录1.1电荷守恒定律1.2 库仑定律1.3 电场强度1.4 电势能和电势1.5 电势差1.6 电势差与场强的关系1.7 静电现象的应用1.8 电容器的电容1.9 带电粒子的运动2.10实验：测定电池的电动势和内阻2.11简单的逻辑电路2.1电源和电流2.2电动势2.3欧姆定律2.4串并联2.5焦耳定律2.6导体的电阻2.7闭合电路的欧姆定律2.8多用电表的原理2.9实验：练习使用多用电表3.1、3.2磁场磁感应强度3.3几种常见的磁场3.4通电导线在磁场中受到的力3.5运动电荷在磁场中受到的力3.6带电粒子在匀强磁场中的运动1.1 《电荷及其守恒定律》导学案【学习目标】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。

【重点难点】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。

【学法指导】认真阅读教材，观察实验，体会起电的方式和实质，体会电荷守恒定律的内涵【知识链接】1、初中学过自然界有几种电荷，两种电荷是怎样定义的？它们间的相互作用如何？电荷的多少用什么表示？2、电荷的基本性质是什么呢？【学习过程】一．电荷1.电荷的种类：自然界中有_________种电荷①.用丝绸摩擦过的玻璃棒上所带的电荷，叫_________电荷；②.用毛皮摩擦过的橡胶棒上所带的电荷，叫_______电荷。

2.电荷间相互作用的规律：同种电荷相互____________，异种电荷相互_________。

二．使物体带电的三种方法问题一：思考a：一般情况下物体不带电，不带电的物体内是否存在电荷？物质的微观结构是怎样的？思考b：什么是摩擦起电，为什么摩擦能够使物体带电呢？实质是什么呢？（1）原子的核式结构及摩擦起电的微观解释（原子：包括原子核（质子和中子）和核外电子。

非常实用的人教版高中物理选修3-1教案(第一章)《电场》

非常实用的人教版高中物理选修3-1教案（第一章）《电场》3-1 1.1 电荷及其守恒定律教学目标：1.知道两种电荷及其相互作用,知道电量的概念；2.掌握三种起电方式及其原理；3.知道电荷守恒定律；4.理解是元电荷的概念；5.从微观的角度认识物体带电的本质。

重点难点：1.电荷守恒定律；2.三种起电方法及其原理。

教学用具：丝绸，玻璃棒，毛皮，硬橡胶棒，感应起电用绝缘金属球和导体，验电器。

教学过程：引入新课我们的日常生活和生产活动中，电已经成为不可缺少的重要能源，你能想象一下没有电的生活会给我们造成什么样的困扰吗？（请学生描述一下他的想象）。

没有电的日子，我们的生活会失去很多乐趣，更会暗淡无光。

下面我们从最基本的概念入手，逐步深入地学习电的知识。

新课教学一、两种电荷1.正电荷：用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带的电荷叫正电荷。

[思考讨论]丝绸带电吗？带什么电荷？2.负电荷：用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒带的电荷叫负电荷。

[思考讨论]毛皮带电吗？带什么电荷？[思考讨论]你怎样说明自然界中只有这两种电荷？分析：自然界中的电荷，其性质要么与用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷性质相同，要么与用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷性质相同，所以自然界中只有这两种电荷。

3.电荷的相互作用：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。

[实验]演示电荷的相互作用。

4.基本性质：吸引轻小物体。

[实验]用摩擦过的玻璃棒吸引小纸屑。

二、电荷1.电荷：（1）使物体显示出电性的物质，有正电荷和负电荷两种；（2）我们常将带电粒子称为电荷，比如质子和电子，但电荷不是粒子，只是我们常将它想像成粒子以方便描述。

2.原子的结构：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。

原子核由带正电的质子和不带电的中子组成。

3.电荷量：（1）定义：物体带电荷的多少，正电荷的电荷量为正值，负电荷的电荷量为负值。

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伸手接触金属门把的一刹那，突然听到“啪”的一声，手被麻了一下，弄得你虚惊一场，是
谁在恶作剧？回答可能有点意外，原来是电荷在作怪。本节课从分析物体的起电着手，结合
摩擦起电和感应起电的实验研究物体起电的本质，总结出物体的起电本质上是电荷的转移，
一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变，从而理解电荷守恒定律。
硬橡胶棒带电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带电；不带电的导体在靠近带电体时，
导体中的自由电荷受到带电体的作用而重新分布，使导体的两端出现电荷。
4．电荷守恒定律：电荷既不能，也不会个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移的过程中，电荷量的总量保持不变。
答案：1.排斥吸引 2. 1.6×10-19 整数倍元电荷密立根 3.起电摩擦起电接触起
电感应起电负正等量异种 4.创生消灭一个与外界没有电荷交换的系统，电荷
的代数和保持不变 5. 电中性 6.自由电子
专家说课：
在干燥的冬天，你也许有过这样的经历：当你经过铺有地毯的走道来到房间门口，在
物理学家测得的。
3．使不带电的物体通过某种方式转化为带电状态的过程叫。常见的起电方式
有、和等。例如：一个带电的金属球跟另
一个与它完全相同的不带电的金属球接触后，两者必定带上等量同种电荷；用毛皮摩擦过的
电荷守恒定律是自然界重要的基本定律之一。在发生正负电荷湮没的过程中，电荷的代数和
仍然不变，所以电荷守恒定律也常常表述为：。
5．原子核的正电荷数量与核外电子的负电荷的数量一样多，所以整个原子对表现为。
三．从物质微观结构的角度认识物体带电的本质是本节教学重点，起电本质是本节教学
难点，教学易错点有三个：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；
用心爱心专心
第一章静电场
第一节电荷及其守恒定律
前置诊断：
本节重点讲述了电荷守恒定律和起电方法。
1．自然界中只存在两种电荷：同种电荷互相。
2．电子和质子带有等量的异种电荷，电荷量e＝。实验指出，所有带电体的电荷
量都是电荷量e的。所以，电荷量e称为。电荷量e的数值最早是由美国
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。
一．教师可演示毛皮摩擦橡胶棒、丝绸摩擦玻璃棒导致验电器铂片张开或吸引轻小物
体张开体会摩擦起电，利用课本图1.1-1的实验进一步让学生体会感应起电及其本质，通过实
验理解不论何种起电方式，本质都是电荷的转移。
二．本节课标及其解读。1.了解摩擦起电和感应起电，知道元电荷：（1）知道自然界存
6．不同物质的微观结构不同，核外电子的多少和运动情况也不同。在金属中离原子核最远的
电子往往会脱离原子核子
的原子便成为带正电的离子，离子都在自己的平衡位置上振动而不移动，只有自由电子穿梭
其中。所以金属导电时只有在移动。