2018年人教版高二物理3-1课件 第一章静电场第7节
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人教版高二物理选修3-1第一章1.2库伦定律课件
2、如果这两个电荷都放在这个讲桌上并且相互 靠近，电荷之间的作用力与思考1中的力相比 较，哪个大？
3、视频：小孩被静电打飞了 4、毛皮摩擦过的橡胶棒能把人电飞吗？
课堂探究 大胆猜想影响电荷间相互作用力的因素
距离、电荷量
课堂探究 探究影响电荷间相互作用力的因素的研究方法
控制变量法 保持q不变，探究F与r的关系 保持r不变，探究F与q的关系
实验装置图解
刻度盘与指针
带电小球C 带电小球A
细银丝 平衡小球
刻度
4、实验方法：控制变量法
5、实验步骤：
探究F 与r 的关系：
（1）把另一个带电小球C插入容器并使它靠 近A时，记录扭转的角度可以比较力的大小 （2)改变A和C之间的距离r，记录每次悬丝 扭转的角度，便可找出F与r的关系
探究F 与 q 的关系：
置于 A 左侧
置于 A 与 B 之间
置于 B 右侧
虽然各个电荷受到方向相反的两个力
由 A、B 受力方向 知，必不平衡
由 Q3、B 受力方向 知，必不平衡
作用，但是
B
的电荷量大，距离
Q3
又近，故 Q3 受到的两个力必不平衡
故正确答案为 A。
课堂达标
1.下列说法正确的是 ( C )
A．自然界只有三种电荷：正电荷、负电荷和元电荷 B．元电荷即点电荷 C．“点电荷”是一种理想模型 D．元电荷实质上是指电子和质子本身
库仑
历史发展
此时，人们对万有引力的 研究已经相当深入，已经 知道了“平方反比”规律 的各种表现。很多人受到 不同事实的启发，都猜测 静电力存在“平方反比” 规律。法国学者库仑最先 用实验证明了这一猜测是 正确的。这就是著名的库 仑定律。
库仑定律
3、视频：小孩被静电打飞了 4、毛皮摩擦过的橡胶棒能把人电飞吗？
课堂探究 大胆猜想影响电荷间相互作用力的因素
距离、电荷量
课堂探究 探究影响电荷间相互作用力的因素的研究方法
控制变量法 保持q不变，探究F与r的关系 保持r不变，探究F与q的关系
实验装置图解
刻度盘与指针
带电小球C 带电小球A
细银丝 平衡小球
刻度
4、实验方法：控制变量法
5、实验步骤：
探究F 与r 的关系：
（1）把另一个带电小球C插入容器并使它靠 近A时，记录扭转的角度可以比较力的大小 （2)改变A和C之间的距离r，记录每次悬丝 扭转的角度，便可找出F与r的关系
探究F 与 q 的关系：
置于 A 左侧
置于 A 与 B 之间
置于 B 右侧
虽然各个电荷受到方向相反的两个力
由 A、B 受力方向 知，必不平衡
由 Q3、B 受力方向 知，必不平衡
作用，但是
B
的电荷量大，距离
Q3
又近，故 Q3 受到的两个力必不平衡
故正确答案为 A。
课堂达标
1.下列说法正确的是 ( C )
A．自然界只有三种电荷：正电荷、负电荷和元电荷 B．元电荷即点电荷 C．“点电荷”是一种理想模型 D．元电荷实质上是指电子和质子本身
库仑
历史发展
此时，人们对万有引力的 研究已经相当深入，已经 知道了“平方反比”规律 的各种表现。很多人受到 不同事实的启发，都猜测 静电力存在“平方反比” 规律。法国学者库仑最先 用实验证明了这一猜测是 正确的。这就是著名的库 仑定律。
库仑定律
高二物理选修3-1第一章《静电场》课件_0
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 高二物理选修3-1第一章《静电场》课件第一章《静电场》一、电荷、电荷守恒定律第一章《静电场》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：所带电荷的最小基元，一个元电荷的电量为 1．610－ 19 C，是一个电子(或质子)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。
荷质比(比荷)：电荷量 q 与质量 m 之比，(q/m)叫电荷的比荷 3、起电方式有三种①摩擦起电②接触起电注意：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。
③感应起电切割 B，或磁通量发生变化。
④光电效应在光的照射下使物体发射出电子 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．二、库仑定律 1．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1 / 3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。
方向由电性决定(同性相斥、异性相吸) 2．公式：22 1rQ Qk F = k＝9．010 9 Nm 2 ／C 2 极大值问题：在 r 和两带电体电量和一定的情况下，当 Q 1 =Q 2 时，有 F 最大值。
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．（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r 都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距代替 r）。
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．
人教版 高二物理 选修3-1 第一章：1.7静电现象的应用(共19张PPT)
• 解析：
• B项：B接触A的内表面，A的部分正电荷到
四 B再通过导线到C，此时ABC构成等势体，
、 但是由于B在A内部，所以并不带电，此时
课 时
带正电荷的是A的外表面和C！再将B离开A， 只要不拿到A的外面，这个过程中电荷不会 移动，因为系统还是平衡的。
训 练
•
C项：球接地后，接地相 当于无穷远端，此时BC和
放电。而尖端放电为电晕放电的一种，专指尖端附近空气
电离而产生气体放电的现象。
3.尖端放电的应用——避雷针
二 、 导体尖端电荷密度大 静 电 尖端周围电场强 现 象 空气电离 的 应 尖端放电 用
（二）静电屏蔽
二 、
1.空腔导体的特点:
静 空腔导体能把外电场挡住，空腔内没有电场，
电 空腔内不受外电场的影响。
第一章 静电场
第七节 静电现象的应用
A
带电圆筒
复习：
• 电场强度、电场叠加原理 • 电势、电势差、等势面？ • 电势差跟电场强度之间的关系？
(一）静电平衡状态下导体的电场
一 、
1、静电感应:
(1)置于电场中的导体， 自由电荷受电场力作
静 用，将发生定向移动。
电 (2)静电感应：在导体两
平端，积聚等量异种电荷。 -
四 在一个导体球壳内放一个电量为＋Q的点电
、 课
荷，用E表示球壳外任一点的场强，则( )
D
时 A、当＋Q在球壳中央时，E＝0
训 B、不论＋Q在球壳内何处，E一定为零 练 C、只有当＋Q在球心且球壳接地时，E＝0
D、只要球壳接地，不论＋Q在球壳内何处， E一定为零
• 练习5：
如图所示，一带正电的绝缘金属球壳A，顶
人教版 2018年 高二物理选修3-1 第一章静电场 专题 带电粒子在电场中的运动课件(30张ppt)
例5、如图所示，ABCD为竖直放在场强为E＝ 104V/m水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中轨 道的BCD部分是半径为R的圆形轨道，轨道的水平 部分与其半圆相切，A为水平轨道上的一点，而且 AB＝0.6m，把一质量m＝0.1kg、带电荷量q＝ +1×10-4C的小球放在水平轨道的A点由静止开始 释放，小球在轨道的内侧运动。（g取10m/s2） 求： （1）小球到达B点时的速度多大？ （2）小球到达D点时对轨道压力是多大？ （3）若让小球安全通过轨道，开始释放点离B点 至少多远？
NB′=NB=6qE．
例3、如图，长L=0.20m的丝线的一端栓一质量为 m=1.0×10-4Kg带电荷量为 q=+1.0×10-6C的小球，另一端连在一水平轴O上， 丝线拉着小球可在竖直平面内做圆周运动，整个 装置处在竖直向上的匀强电场中，电场强度 E=2.0×103N/C，现将小球拉到与轴O在同一水 平面的A点，然后无初速地将小球释放，取 g=10m/s2， 求（1）小球通过最高点B时速度的大小 （2）小球通过最高点时，丝线对小球的拉力大小。
等效最高、高低点
例 4 如图 541 所示， O 点系一细线，线长为 L ，另一 端系一带电量为+q，质量为m的带电小球，空间存在 电场强度为E的匀强电场，场强方向水 平向右，小球绕O点在竖直平面内恰好 做圆周运动，则小球的最小速率多大？
【分析】在重力场和电场叠加的复合场中的圆周运 动，关键是寻找最小、最大速度位置．可以引入 “等效重力场”的概念，就把重力场和电场两个场 相复合的问题简化为只有一个场的问题．从而将重 力场中的相关规律有效地迁移过来． 【解析】如图所示，由于小球恰好
练习、一个带正电的微粒放在电场中，场强的大小 和方向随时间变化的规律如图所示．带电微粒只在 电场力的作用下，由静止开始运动．则下列说法中 正确的是（ BD ） A．微粒在0--1s内的加速度与1--2s内的加速度相同 B．微粒ห้องสมุดไป่ตู้沿着一条直线运动 C．微粒做往复运动 D．微粒在第1s内的位移与第3s内的位移相同
2018物理人教选修3-1课件：第一章 静电场 1
二、电荷守恒定律
导学探 究 在摩擦起电过程中，一个物体带上了正电荷，另一个 物体带上了负电荷，该过程是否创造了电荷？在一个 封闭的系统中，电荷的总量会增多或减少吗？ 答
案
摩擦起电的过程并没有创造电荷 . 一个封闭的系统中， 电荷的总量保持不变.
知识梳 理 创生 1.电荷守恒定律：电荷既不会 消灭 ，也不会 ，
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 转移总量 到 另一 部 分 ， 在 转移 过 程中 ， 电荷 的 保持不变.这个结论叫做电荷守恒定律. 代数和 2. 电荷守恒定律另一表述是：一个与外界没有电荷交 换的系统，电荷的 保持不变.
即学即 用 判断下列说法的正误. (1) 原来不带电的丝绸和玻璃棒相互摩擦后分别带上了 异种电荷，说明通过摩擦可以创造电荷 .( × )
箔片是闭合的.
①把带正电荷的物体 C 移近导体 A ，金属箔片有什么变
化？ C 移近导体 A ，两侧金属箔片 都张开；
答 案
图1
答 案
②这时把 A和B分开，然后移去C，金属箔片又有什么变 金属箔片仍张开，但张角变 小； 化？
A、B接触，金属箔片都闭合.
答 案
(3)带正电的物体A与不带电的物体B接触，使物体B带
导体两端出现等量异
种电荷 导体中的电子在电荷 间相互作用下发生转 端所带的电荷电性与
不同.束缚能力 移，使靠近带电体一 带负电；束缚 带电体相反；远离带
例1
如图3所示，放在绝缘支架
上带正电的导体球 A ，靠近放在
绝缘支架上不带电的导体 B ，导
答 S 解 体B用导线经开关接地，现把 先
合上再断开，再移走 A ，则导体
电的原因是什么？ 玻璃棒带正电，橡胶棒带负电 .丝绸摩擦玻璃棒时， 玻璃棒上的电子向丝绸上转移，玻璃棒失去电子带 正电，丝绸得到电子带负电；毛皮摩擦橡胶棒时， 毛皮上的电子向橡胶棒转移，橡胶棒得到电子带负 电，毛皮失去电子带正电.
人教版高中物理选修(3-1)第1章《静电场》ppt课件
⑤ 搁置问题抓住老师的思路。碰到自己还没有完全理解老师所讲内容的时候，最好是做个记号，姑且先把这个问题放在一边，继续听老师讲后面 的内容，以免顾此失彼。来自：学习方法网
⑥ 利用笔记抓住老师的思路。记笔记不仅有利于理解和记忆，而且有利于抓住老师的思路。
2019/8/11
最新中小学教学课件
13
谢谢欣赏！
• 雷电是怎样形成的？物体带电是怎么回事？电荷有 哪些特性？电荷间的相互作用遵从什么规律？人类 应该怎样利用这些规律？……
• 这些问题正是本章要探究并做出解答的知识。
知识导航
• 本章是高中阶段电学内容的开始，在整个高中物理 知识体系中具有承上(力学)启下(电磁学)的重要位 置。
• 本章知识在结构上可以分为三个单元：1～3节为第 一单元，主要学习电学中两个最基本的定律——电荷 守恒定律和库仑定律，学习描述电场力的性质的物 理量——电场强度；4～6节为第二单元，学习描述电 场能的性质的物理量——电势、电势差，电势差与电 场强度的关系；7～8节为第三单元，主要学习电场 知识的应用——电容器、电容，带电粒子在电场中的 加速和偏转，还简单介绍了静电现象在生产和生活 中的应用。
① 根据课堂提问抓住老师的思路。老师在讲课过程中往往会提出一些问题，有的要求回答，有的则是自问自答。一般来说，老师在课堂上提出的 问题都是学习中的关键，若能抓住老师提出的问题深入思考，就可以抓住老师的思路。
② 根据自己预习时理解过的逻辑结构抓住老师的思路。老师讲课在多数情况下是根据教材本身的知识结构展开的，若把自己预习时所理解过的知 识逻辑结构与老师的讲解过程进行比较，便可以抓住老师的思路。
• 3．理清本章分析问题的两个角度。
• 一是电场力的性质——从电荷在电场中受力的角度研 究，侧重于利用牛顿运动定律分析处理问题。
⑥ 利用笔记抓住老师的思路。记笔记不仅有利于理解和记忆，而且有利于抓住老师的思路。
2019/8/11
最新中小学教学课件
13
谢谢欣赏！
• 雷电是怎样形成的？物体带电是怎么回事？电荷有 哪些特性？电荷间的相互作用遵从什么规律？人类 应该怎样利用这些规律？……
• 这些问题正是本章要探究并做出解答的知识。
知识导航
• 本章是高中阶段电学内容的开始，在整个高中物理 知识体系中具有承上(力学)启下(电磁学)的重要位 置。
• 本章知识在结构上可以分为三个单元：1～3节为第 一单元，主要学习电学中两个最基本的定律——电荷 守恒定律和库仑定律，学习描述电场力的性质的物 理量——电场强度；4～6节为第二单元，学习描述电 场能的性质的物理量——电势、电势差，电势差与电 场强度的关系；7～8节为第三单元，主要学习电场 知识的应用——电容器、电容，带电粒子在电场中的 加速和偏转，还简单介绍了静电现象在生产和生活 中的应用。
① 根据课堂提问抓住老师的思路。老师在讲课过程中往往会提出一些问题，有的要求回答，有的则是自问自答。一般来说，老师在课堂上提出的 问题都是学习中的关键，若能抓住老师提出的问题深入思考，就可以抓住老师的思路。
② 根据自己预习时理解过的逻辑结构抓住老师的思路。老师讲课在多数情况下是根据教材本身的知识结构展开的，若把自己预习时所理解过的知 识逻辑结构与老师的讲解过程进行比较，便可以抓住老师的思路。
• 3．理清本章分析问题的两个角度。
• 一是电场力的性质——从电荷在电场中受力的角度研 究，侧重于利用牛顿运动定律分析处理问题。
高二物理人教版选修3-1同步课件：第一章 静电场
第一章
静电场
学案13 章末总结
网络构建
专题整合
自我检测
静电场 库仑定律
点电荷 条件：真空中的_______
网络构建
q1q2 k 2 大小：F=________ r
静
电 力 电场强度
F 大小：E= q (定义式)，E= kQ (决定式) 2
方向： 正电荷 受力方向
r
电场线
强弱 、 _____ 方向 意义：表示电场_____ 特点：不封闭、不相交、垂直于等势面
h 依据题意可得：tan 30° ＝L， 10 h L＝tan 30° ＝ cm＝10 3 cm， 3 3
对B进行受力分析如图所示，依据物体平衡
条件解得库仑力
F＝mgtan 30° ＝30
3 － 3×10 ×10× 2
3 N ＝ 0.3 N. 3
q1q2 q 依据 F＝k r2 得：F＝kL2. 解得： q＝ FL ＝ k
)
A.微粒在电场中做抛物线运动 B.微粒打到C点时的速率与射入电场时的速率相等 C.MN板间的电势差为
2 2mv0
D.MN板间的电势差为
q 2 Ev0 2g
解析
由题意可知，微粒受水平向右的电场力 qE 和竖直
向下的重力 mg 作用，合力与 v0 不共线，所以微粒做抛物 线运动，A正确；
v0 vC 因 AB＝BC，即 2 · t＝ 2 · t，可见 vC＝v0，故 B 项正确； 2 2 mvC mv0 U 1 2 由 q· ＝ m v ＝ ，故 C 项错误； C，得 U＝ q q 2 2 2 2 mv0 Ev0 mg 又由 mg＝qE 得 q＝ E 代入 U＝ q ，得 U＝ g ，故 D
例1
如图1所示，A、B是两个带等量同种电荷的小球，A g，
静电场
学案13 章末总结
网络构建
专题整合
自我检测
静电场 库仑定律
点电荷 条件：真空中的_______
网络构建
q1q2 k 2 大小：F=________ r
静
电 力 电场强度
F 大小：E= q (定义式)，E= kQ (决定式) 2
方向： 正电荷 受力方向
r
电场线
强弱 、 _____ 方向 意义：表示电场_____ 特点：不封闭、不相交、垂直于等势面
h 依据题意可得：tan 30° ＝L， 10 h L＝tan 30° ＝ cm＝10 3 cm， 3 3
对B进行受力分析如图所示，依据物体平衡
条件解得库仑力
F＝mgtan 30° ＝30
3 － 3×10 ×10× 2
3 N ＝ 0.3 N. 3
q1q2 q 依据 F＝k r2 得：F＝kL2. 解得： q＝ FL ＝ k
)
A.微粒在电场中做抛物线运动 B.微粒打到C点时的速率与射入电场时的速率相等 C.MN板间的电势差为
2 2mv0
D.MN板间的电势差为
q 2 Ev0 2g
解析
由题意可知，微粒受水平向右的电场力 qE 和竖直
向下的重力 mg 作用，合力与 v0 不共线，所以微粒做抛物 线运动，A正确；
v0 vC 因 AB＝BC，即 2 · t＝ 2 · t，可见 vC＝v0，故 B 项正确； 2 2 mvC mv0 U 1 2 由 q· ＝ m v ＝ ，故 C 项错误； C，得 U＝ q q 2 2 2 2 mv0 Ev0 mg 又由 mg＝qE 得 q＝ E 代入 U＝ q ，得 U＝ g ，故 D
例1
如图1所示，A、B是两个带等量同种电荷的小球，A g，
2018-2019学年《导与练》高二物理人教版选修3-1课件：第一章 第7节 静电现象的应用
要点二
静电屏蔽的理解及应用 屏蔽外电场
屏蔽内电场
图示
因场源电荷产生的电场与导体球壳 当空腔外部接地时,外表
过程
表面上感应电荷在空腔内的合场强 为零,达到静电平衡状态,起到屏蔽
面的感应电荷因接地将传 给地球,外部电场消失,起
外电场的作用
到屏蔽内电场的作用
结论
导体的空腔内部不受外界电场影响
❶
接地导体的空腔外部不受 内部电场影响❷
答案:(1)尖端放电. (2)空心部分场强为零.
【知识梳理】 1.空气的电离 导体尖端电荷 密度 很大,附近的电场很强,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 就是使分子中的正负电荷 分离 的现象.
2.尖端放电与静电屏蔽
尖端放电
静电屏蔽
原理
导体尖端的强电场使附近的空 气电离
A.B的空腔内电场强度为零 B.B不带电 C.B的外表面带正电 D.B的内表面带负电
解析:因为金属壳的外表面接地,所以外表面无感应电荷,只有内表面有 感应电荷分布,且由于A带正电,则B的内表面带负电,故选项D对,B,C 错;B的空腔内有带正电的小球A产生的电场和金属壳内表面感应电荷产 生的电场,由电场叠加知,电场线的方向由A指向B,所以空腔内电场强度 不为零,故选项A错.
核心要点 突破
要点一 静电平衡的理解及应用 1.静电平衡❶是自由电荷发生定向移动的结果,达到静电平衡时,自由电荷 不再发生定向移动.金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的. 2.静电平衡的实质❷
情形 实质
没外电场的导体
无外电场的带电体
外电场E和感应电荷产生的电 分布在导体外表面的电荷 场E′的合场强为0,即E=-E′. 在导体内部的合场强为0.
人教版高二物理选修3-1第一章 静电场 复习课件(共26张PPT)
如何比较电荷电势能的大小呢？
如何比较电荷电势能的大小呢？
根据电场力做功的正负判断，若电场力 对移动电荷做正（负）功，则电势能减 少（增加）；
四、电容器 电容
一、１、定义：两块彼此靠近又互相绝缘的导体
电 组成的器件。 充电：使原本不带电的两板带
容 ２、电容器 器 的充放电
上等量异种电荷的过程 放电： 使充电后的电容器电荷
U
+
q
qU 1 mv 2
_
2
m
d 带电粒子的加速
v 2 qU m
2. 带电粒子在电场中的偏转
+++++++++++
d
q、m +
v0
侧移
U
y
F
--
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+θ
v0
l
vy v
偏转角
试根据类平抛运动的知识，推导偏移量 y和偏转角θ
Y+ + + + + +
1.受力分析：粒子受到竖直向
下的静电力F＝Eq=qU/d。
tanvv0y
qUL mdv02
3、 加速和偏转一体
vy
_+ + +++++ φ
v0
-q
y
m
U2
v0
U1
--
v0
2qU1 m
---L y2qmU2dvL022U 4d2LU 21
tanqmU 2dL 02 v2LdU U 21
如何比较电荷电势能的大小呢？
根据电场力做功的正负判断，若电场力 对移动电荷做正（负）功，则电势能减 少（增加）；
四、电容器 电容
一、１、定义：两块彼此靠近又互相绝缘的导体
电 组成的器件。 充电：使原本不带电的两板带
容 ２、电容器 器 的充放电
上等量异种电荷的过程 放电： 使充电后的电容器电荷
U
+
q
qU 1 mv 2
_
2
m
d 带电粒子的加速
v 2 qU m
2. 带电粒子在电场中的偏转
+++++++++++
d
q、m +
v0
侧移
U
y
F
--
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+θ
v0
l
vy v
偏转角
试根据类平抛运动的知识，推导偏移量 y和偏转角θ
Y+ + + + + +
1.受力分析：粒子受到竖直向
下的静电力F＝Eq=qU/d。
tanvv0y
qUL mdv02
3、 加速和偏转一体
vy
_+ + +++++ φ
v0
-q
y
m
U2
v0
U1
--
v0
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高二上学期物理教学课件：选修3-1 第1章静电场
身体健康， 人与人的友谊，把多数人的心灵结合在一起，由于这种可贵的联系，是温柔甜蜜的。——奥古斯汀
生命的目的是享受生命。 不要过分仓促地相信和钦佩德育教员：他们说话像天使，生活却像凡人。——约翰逊 过也，人皆见之；更也，人皆仰之。——《论语·子张》 当你对于昨天不再耿耿于怀的时候，就是你开始过得幸福的时候。 你的选择是做或不做，做不一定会成功，但不做就永远不会有机会。 教师进行劳动和创造的时间好比一条大河,要靠许多小的溪流来滋养它。教师时常要读书,平时积累的知识越多,上课就越轻松。——苏霍姆林斯 基
q
2）方向：规定，电场中某点的电场强度的方向 跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同。
3）单位：N/C或V/m
kQ
4）特殊电场的场强公式：点电荷 E r 2 匀强电场 E U d
5）电场强度的叠加——遵循平行四边形定则
3、电场线 1）意义：表示电场强弱和方向 2）特点：
•电场线上每点的切线方向表示该点的电场强度方 向。
电容 定义式
等势面
平行板电容器
带电粒子 在电场中 的运动
加速 偏转
一、电荷及其守恒定律
1、自然界存在两种电荷：正电荷和负电荷 2、电荷守恒定律：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；在转移的过程 中，电荷的总量保持不变。
3、元电荷e——最小的电荷量。 •e=1.6×10-19C •所有带电体的电荷量都是e的整数倍 •质子的电荷量e，电子的电荷量-e
•在沿极板方向上做匀速直线运
动
l v0t
q v0
m
dS
•在垂直极板方向上做初速度为0的
匀加速直线运动
l
a qU md
生命的目的是享受生命。 不要过分仓促地相信和钦佩德育教员：他们说话像天使，生活却像凡人。——约翰逊 过也，人皆见之；更也，人皆仰之。——《论语·子张》 当你对于昨天不再耿耿于怀的时候，就是你开始过得幸福的时候。 你的选择是做或不做，做不一定会成功，但不做就永远不会有机会。 教师进行劳动和创造的时间好比一条大河,要靠许多小的溪流来滋养它。教师时常要读书,平时积累的知识越多,上课就越轻松。——苏霍姆林斯 基
q
2）方向：规定，电场中某点的电场强度的方向 跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同。
3）单位：N/C或V/m
kQ
4）特殊电场的场强公式：点电荷 E r 2 匀强电场 E U d
5）电场强度的叠加——遵循平行四边形定则
3、电场线 1）意义：表示电场强弱和方向 2）特点：
•电场线上每点的切线方向表示该点的电场强度方 向。
电容 定义式
等势面
平行板电容器
带电粒子 在电场中 的运动
加速 偏转
一、电荷及其守恒定律
1、自然界存在两种电荷：正电荷和负电荷 2、电荷守恒定律：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；在转移的过程 中，电荷的总量保持不变。
3、元电荷e——最小的电荷量。 •e=1.6×10-19C •所有带电体的电荷量都是e的整数倍 •质子的电荷量e，电子的电荷量-e
•在沿极板方向上做匀速直线运
动
l v0t
q v0
m
dS
•在垂直极板方向上做初速度为0的
匀加速直线运动
l
a qU md
人教版高二物理选修3-1第一章静电场第7节静电现象的应用课件(共29张PPT)
B．带电现象的本质是电子的转移，中性物体得到多余电子就 一定带负电，失去电子就一定带正电
C．工人在高压作业时穿的工作服中间夹有一层细金属丝编织 的网，是为了使人体所在空间保持电势为零
D．避雷针是通过尖端放电中和了云层中的电荷是利用了尖端 放电原理
3.如图所示，一个枕形导体AB原来不带电，将它放在一个负 点电荷的电场中，点电荷的电荷量为Q，与AB中心O点的距 离为R。由于静电感应，在导体A、B两端分别出现感应电荷。 当达到静电平衡时，（ ）
5.静电屏蔽应用： 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 ⑤通讯工具在钢筋结构房屋中接收信号弱
6.两种典型的静电屏蔽现象 ①外屏蔽：如图所示，空腔导体内部电场强 度处处为零。外部电场对内部仪器没有影响。 ②全屏蔽：如图所示，如果空腔导体接地，即使内部有带电体 存在，这时内表面感应的电荷与带电体所带的电荷的代数和为 零，而外表面产生的感应电荷通过接地线流 入大地。外界对壳内无法影响，内部带电体 对外界的影响也随之而消除，所以这种屏蔽 叫做全屏蔽。
2.那些电离的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，与尖端上的电荷中和，相当于导体从尖 端失去电荷，这个现象叫做尖端放电。
3.避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。 它是一个或几个尖锐的金属棒，安装在建筑物 的顶端，用粗导线与埋在地下的金属板连接， 保持与大地的良好接触。 4.尖端放电会导致高压设备上电能的损失，所以高压设备 中导体的表面应该尽量光滑。夜间高压线周围有时会出现 一层绿色光晕，俗称法中正确的是（
）
A．干燥天气里脱化纤衣物时常常会看到火花，听到劈啪声
人教版高二物理选修3-1第一章静电场第1节电荷及守恒定律课件(共27张PPT)
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 由于得到电子而带负电，失去电子的物体则带正电。这就 是摩擦起电的原因。
（2）用丝绸摩擦玻璃棒时，玻璃棒上有些电子跑到丝绸 上了，玻璃棒因缺少电子而带正电，丝绸因有了多余的电 子而带负电。
3．物质的电结构
（1）原子由带正电的原子核和带负电的电子组成，电子绕原 子核高速旋转。原子核的正电荷的数量跟核外的电子的负电 荷数量相等，所以整个原子对外界较远位置表现为电中性。
（2）金属导体原子中离原子核较远的电子，往往会脱离原子 核的束缚而在金属中自由活动，这种能自由活动的电子叫做 自由电子。失去这种电子的原子便成了带正电的离子。
QA=QB=1.6×10-9C
电子从小球B转移到小球A， 转移了3×1010个
11．目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸 克的两类夸克组成。u夸克带电荷量为2e/3，d夸克带电荷 量为-e/3，质子的带电荷量为e，中子不带电。下列说法 正确的是（ B ） A．质子是由一个u夸克和一个d夸克组成，中子是由一个u 夸克和两个d夸克组成
2.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 电体的一端带异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷。 这种现象叫做静电感应。利用静电感应使金属导体带电的 过程叫做感应起电。
【做一做】验电器 验电器的简单装置：玻璃瓶内有两片金属箔，用金属丝挂在 一条导体棒的下端，棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出，如图甲 所示。如果把金属箔换成指针， 并用金属做外壳，这样的验电 器又叫静电计，如图乙所示。 用来判断物体是否带电以及 所带电荷的种类和多少。
（3）绝缘体中不存在自由电子
3.三种起电方式 （一）接触起电 （1）指一个不带电的金属导体跟另一个带电的金属导体 接触后分开，而使不带电的导体带上电荷的方式。 （2）接触起电时，两个金属导体一定带同种电荷。
（2）用丝绸摩擦玻璃棒时，玻璃棒上有些电子跑到丝绸 上了，玻璃棒因缺少电子而带正电，丝绸因有了多余的电 子而带负电。
3．物质的电结构
（1）原子由带正电的原子核和带负电的电子组成，电子绕原 子核高速旋转。原子核的正电荷的数量跟核外的电子的负电 荷数量相等，所以整个原子对外界较远位置表现为电中性。
（2）金属导体原子中离原子核较远的电子，往往会脱离原子 核的束缚而在金属中自由活动，这种能自由活动的电子叫做 自由电子。失去这种电子的原子便成了带正电的离子。
QA=QB=1.6×10-9C
电子从小球B转移到小球A， 转移了3×1010个
11．目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸 克的两类夸克组成。u夸克带电荷量为2e/3，d夸克带电荷 量为-e/3，质子的带电荷量为e，中子不带电。下列说法 正确的是（ B ） A．质子是由一个u夸克和一个d夸克组成，中子是由一个u 夸克和两个d夸克组成
2.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 电体的一端带异号电荷，远离带电体的一端带同号电荷。 这种现象叫做静电感应。利用静电感应使金属导体带电的 过程叫做感应起电。
【做一做】验电器 验电器的简单装置：玻璃瓶内有两片金属箔，用金属丝挂在 一条导体棒的下端，棒的上端通过瓶塞从瓶口伸出，如图甲 所示。如果把金属箔换成指针， 并用金属做外壳，这样的验电 器又叫静电计，如图乙所示。 用来判断物体是否带电以及 所带电荷的种类和多少。
（3）绝缘体中不存在自由电子
3.三种起电方式 （一）接触起电 （1）指一个不带电的金属导体跟另一个带电的金属导体 接触后分开，而使不带电的导体带上电荷的方式。 （2）接触起电时，两个金属导体一定带同种电荷。
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A. a、b之间的电势差为40 V
)
图5
B. a、c之间的电势差为50 V
C.将q＝－5×10－3 C的点电荷沿矩形路径abdca移动一周， 电场力做的功是－0.25 J D.将q ＝－5×10－3 C的点电荷沿abd从a移到d电场力做的 功是0.25 J
势差为UAB，A、B间距离为d，电荷q从A点移 图1
动到B点，回答下列问题：
(1)电荷所受静电力是多少？从力和位移的角度计算静电 力所做功的大小.通过A、B间的电势差计算静电力做功的 大小. 答案 F＝qE WAB＝Fd＝qEd WAB＝qUAB (2)比较两次计算的功的大小，电势差与电场强度有何关
E就越大.
典例精析
一、对电势差与电场强度关系的理解
例1 如图2所示，在xOy平面内有一个以O为
圆心、半径R＝0.1 m的圆，P为圆周上的一
点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ.若 则O、P两点的电势差可表示为(
A.UOP＝－10sin θ (V)
图2 空间存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小E＝100 V/m，
系？
答案 UAB＝Ed
(3)在图1中，如果将电荷从A点移动到 C点，再利用(1)问
的推导过程试着推导，能获得何结论？ ( 已知 AB 与 AC 的
夹角为θ). 答案 WAC＝qELcos θ＝qEd，WAC＝qUAC，UAC＝Ed
要点提炼
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，即UAB＝ Ed .
答案 －10 V
二、非匀强电场中的电势差与电场强度的关系 例3 如图4所示为某一电场的电场线和等势 面.已知φa＝5 V，φc＝3 V，ab＝bc，则( C ) A.φb＝4 V C.φb<4 V 解析 B.φb>4 V D.上述情况都有可能 图4
由于是非匀强电场，不能根据公式 U ＝ Ed 进行定
50 U －1＝5×102 V· －1 (1)场强 E＝ d ＝ V· m m 10×10－2
Q、A间电势差UQA＝Ed′＝5×102×(10－4)×10－2 V＝
30 V
所以A点电势φA＝－30 V，P板电势φP＝UPQ＝－50 V 答案 －50 V －30 V
(2)保持两板间的电势差不变，而将Q板向左平移 5 cm，
第一章
静电场
学案7 电势差与电场强度的关系
目标定位
1.掌握电势差与电场强度的关系. 2.能利用电势差与电场强度的关系解决实际问题.
知识探究
自我检测
一、电势差与电场强度的关系
问题设计
知识探究
如图1 所示的匀强电场中有 A、B 两点，A 、B 两点位于同一条电场线上，B、C连线垂直电
场线，已知场强大小为 E ， A 、 B 两点间的电
正确.
答案 A
例2 如图3所示，P、Q两金属板间的电势差为
50 V，板间存在匀强电场，方向水平向左，板
间的距离d＝10 cm，其中Q板接地，两板间的A
点距P板4 cm.求：
(1)P板及A点的电势.
图3
解析 板间场强方向水平向左，可见Q板是电势最高处.Q
板接地，则电势 φQ ＝ 0 ，板间各点电势均为负值 . 利用公 U 式E＝ 可求出板间匀强电场的场强，再由U＝Ed可求出 d 各点与Q板间的电势差，即各点的电势.
量计算，只能进行定性分析，由电场线的疏密可以分析
ab和bc间的平均场强Eab>Ebc，所以Uab>Ubc，C正确.
三、电场强度、电势差与电场力做功
例4 如图5所示的匀强电场场强为103 N/C， ad平 行于电场线，ac垂直于电场线， ab＝cd＝4 cm，
ac＝bd＝3 cm.则下述计算结果正确的是(
1.公式UAB＝Ed只适用于 匀强 电场，其中d为A、B两点沿电 场方向的距离. 2.电场中A、B两点的电势差UAB跟电荷移动的路径 无关 ， 由电场强度E及A、B两点沿电场方向的距离d决定.
U 3.公式E＝ AB 说明电场强度在数值上等于沿电场方向每单 d 位距离 上降低的电势，且场强方向就是电势降低最快的方
则A点的电势将变为多少？
解析
当Q板向左平移5 cm时，两板间距离d ″＝(10－
5) cm＝5 cm
Q板与A点间距离变为d ＝(10－4) cm－5 cm＝1 cm
50 U －1＝1.0×103 V· －1 电场强度 E′＝ ＝ V· m m d″ 5×10－2
Q、A间电势差UQA′＝E′d ＝1.0×103×1.0×10－2 V ＝10 V 所以A点电势φA＝－10 V.
性地分析有关问题.
二、对电场强度的进一步理解
1. 教材中给出了电场强度的三个计算公式，这三个公式
的物理意义及适用范围是不相同的，为了加强对这三个
公式的理解，下面列表进行对比.请填空.
区别
ห้องสมุดไป่ตู้
公式
物理含义
引入过程
适用范围
说明
电场强度 F 与F、q无 q q为 试探电荷 F E＝ 大小的定 关，是反映某 一切电场 q 的电荷量 义式 点电场的性质
)
B.UOP＝10sin θ (V)
C.U ＝－10cos θ (V)
D.U ＝10cos θ (V)
解析
由题图可知匀强电场的方向是沿 y 轴负方向的 . 沿
着电场线的方向电势是降低的，所以P点的电势高于O点
的电势，O、P两点的电势差UOP为负值.根据电势差与场
强的关系UOP＝－Ed＝－E· Rsin θ＝－10sin θ (V)，所以A
E ＝k
Q r2
真空中点
电荷场强
F 由E＝ q
在真空中， 场源电荷Q 是 点电荷
和库仑 定律导 出
Q为 场源电荷 的电荷量
的决定式
U d
沿电场方向 匀强电场 由F＝qE 匀强电场 d为 中场强的 和W＝
E＝
决定式
qU导出
的距离
2. 为什么在等差等势面中等势面越密集的地方电场强度 就越大？
根据公式E＝U 定性分析，在等差等势面中，对于 d 相等的电势差U，等势面越密集d就越小，因此电场强度 答案
向.由公式可得出场强单位是V/m . 4. 在匀强电场中，沿任意一个方向，电势降落都是均匀的， 故在同一直线上相同间距的两点间电势差 相等 ；在匀强电 场中，相互平行且长度相等的线段两端点的电势差相等.
延伸思考
公式UAB＝Ed是在匀强电场中得到的，在非匀强电场中能
否适用？ 答案 在非匀强电场中，不能进行定量计算，但可以定
)
图5
B. a、c之间的电势差为50 V
C.将q＝－5×10－3 C的点电荷沿矩形路径abdca移动一周， 电场力做的功是－0.25 J D.将q ＝－5×10－3 C的点电荷沿abd从a移到d电场力做的 功是0.25 J
势差为UAB，A、B间距离为d，电荷q从A点移 图1
动到B点，回答下列问题：
(1)电荷所受静电力是多少？从力和位移的角度计算静电 力所做功的大小.通过A、B间的电势差计算静电力做功的 大小. 答案 F＝qE WAB＝Fd＝qEd WAB＝qUAB (2)比较两次计算的功的大小，电势差与电场强度有何关
E就越大.
典例精析
一、对电势差与电场强度关系的理解
例1 如图2所示，在xOy平面内有一个以O为
圆心、半径R＝0.1 m的圆，P为圆周上的一
点，O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ.若 则O、P两点的电势差可表示为(
A.UOP＝－10sin θ (V)
图2 空间存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小E＝100 V/m，
系？
答案 UAB＝Ed
(3)在图1中，如果将电荷从A点移动到 C点，再利用(1)问
的推导过程试着推导，能获得何结论？ ( 已知 AB 与 AC 的
夹角为θ). 答案 WAC＝qELcos θ＝qEd，WAC＝qUAC，UAC＝Ed
要点提炼
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，即UAB＝ Ed .
答案 －10 V
二、非匀强电场中的电势差与电场强度的关系 例3 如图4所示为某一电场的电场线和等势 面.已知φa＝5 V，φc＝3 V，ab＝bc，则( C ) A.φb＝4 V C.φb<4 V 解析 B.φb>4 V D.上述情况都有可能 图4
由于是非匀强电场，不能根据公式 U ＝ Ed 进行定
50 U －1＝5×102 V· －1 (1)场强 E＝ d ＝ V· m m 10×10－2
Q、A间电势差UQA＝Ed′＝5×102×(10－4)×10－2 V＝
30 V
所以A点电势φA＝－30 V，P板电势φP＝UPQ＝－50 V 答案 －50 V －30 V
(2)保持两板间的电势差不变，而将Q板向左平移 5 cm，
第一章
静电场
学案7 电势差与电场强度的关系
目标定位
1.掌握电势差与电场强度的关系. 2.能利用电势差与电场强度的关系解决实际问题.
知识探究
自我检测
一、电势差与电场强度的关系
问题设计
知识探究
如图1 所示的匀强电场中有 A、B 两点，A 、B 两点位于同一条电场线上，B、C连线垂直电
场线，已知场强大小为 E ， A 、 B 两点间的电
正确.
答案 A
例2 如图3所示，P、Q两金属板间的电势差为
50 V，板间存在匀强电场，方向水平向左，板
间的距离d＝10 cm，其中Q板接地，两板间的A
点距P板4 cm.求：
(1)P板及A点的电势.
图3
解析 板间场强方向水平向左，可见Q板是电势最高处.Q
板接地，则电势 φQ ＝ 0 ，板间各点电势均为负值 . 利用公 U 式E＝ 可求出板间匀强电场的场强，再由U＝Ed可求出 d 各点与Q板间的电势差，即各点的电势.
量计算，只能进行定性分析，由电场线的疏密可以分析
ab和bc间的平均场强Eab>Ebc，所以Uab>Ubc，C正确.
三、电场强度、电势差与电场力做功
例4 如图5所示的匀强电场场强为103 N/C， ad平 行于电场线，ac垂直于电场线， ab＝cd＝4 cm，
ac＝bd＝3 cm.则下述计算结果正确的是(
1.公式UAB＝Ed只适用于 匀强 电场，其中d为A、B两点沿电 场方向的距离. 2.电场中A、B两点的电势差UAB跟电荷移动的路径 无关 ， 由电场强度E及A、B两点沿电场方向的距离d决定.
U 3.公式E＝ AB 说明电场强度在数值上等于沿电场方向每单 d 位距离 上降低的电势，且场强方向就是电势降低最快的方
则A点的电势将变为多少？
解析
当Q板向左平移5 cm时，两板间距离d ″＝(10－
5) cm＝5 cm
Q板与A点间距离变为d ＝(10－4) cm－5 cm＝1 cm
50 U －1＝1.0×103 V· －1 电场强度 E′＝ ＝ V· m m d″ 5×10－2
Q、A间电势差UQA′＝E′d ＝1.0×103×1.0×10－2 V ＝10 V 所以A点电势φA＝－10 V.
性地分析有关问题.
二、对电场强度的进一步理解
1. 教材中给出了电场强度的三个计算公式，这三个公式
的物理意义及适用范围是不相同的，为了加强对这三个
公式的理解，下面列表进行对比.请填空.
区别
ห้องสมุดไป่ตู้
公式
物理含义
引入过程
适用范围
说明
电场强度 F 与F、q无 q q为 试探电荷 F E＝ 大小的定 关，是反映某 一切电场 q 的电荷量 义式 点电场的性质
)
B.UOP＝10sin θ (V)
C.U ＝－10cos θ (V)
D.U ＝10cos θ (V)
解析
由题图可知匀强电场的方向是沿 y 轴负方向的 . 沿
着电场线的方向电势是降低的，所以P点的电势高于O点
的电势，O、P两点的电势差UOP为负值.根据电势差与场
强的关系UOP＝－Ed＝－E· Rsin θ＝－10sin θ (V)，所以A
E ＝k
Q r2
真空中点
电荷场强
F 由E＝ q
在真空中， 场源电荷Q 是 点电荷
和库仑 定律导 出
Q为 场源电荷 的电荷量
的决定式
U d
沿电场方向 匀强电场 由F＝qE 匀强电场 d为 中场强的 和W＝
E＝
决定式
qU导出
的距离
2. 为什么在等差等势面中等势面越密集的地方电场强度 就越大？
根据公式E＝U 定性分析，在等差等势面中，对于 d 相等的电势差U，等势面越密集d就越小，因此电场强度 答案
向.由公式可得出场强单位是V/m . 4. 在匀强电场中，沿任意一个方向，电势降落都是均匀的， 故在同一直线上相同间距的两点间电势差 相等 ；在匀强电 场中，相互平行且长度相等的线段两端点的电势差相等.
延伸思考
公式UAB＝Ed是在匀强电场中得到的，在非匀强电场中能
否适用？ 答案 在非匀强电场中，不能进行定量计算，但可以定