【创新设计】2013-2014学年高中物理(粤教版)选修3-1：1-5 电场强度与电势差的关系
2024-2025学年高中物理第1章电场第3节电场强度教案粤教版选修3-1
1.电场强度的定义
重点词：电场强度、试探电荷、电场力
设计思路：用简洁的图形和箭头表示电场力和电荷，通过直观的图示展示电场强度的定义。
2.电场强度的计算方法
重点词：E=F/q、电场强度、电场力、试探电荷
设计思路：用公式E=F/q表示电场强度的计算方法，并通过实际例子展示如何计算电场强度。
3.电场强度与电势差的关系
9.电场强度与介质的关系：电场强度与介质有关。在不同的介质中，电场强度的传播速度和传播特性可能不同。例如，在空气中的电场强度传播速度约为3×10^8 m/s，而在水中的传播速度约为1.5×10^8 m/s。
10.电场强度的叠加原理：在多源电场中，电场强度是各个电场源的电场强度的矢量和。即，如果有两个电场源分别为E1和E2，则在两个电场源的共同作用下，电场强度E为E1+E2。
（4）互动平台：教师创建互动平台，方便学生提问、讨论，促进学生之间的交流，提高学生的沟通能力。
（5）课后作业：教师布置具有针对性的课后作业，让学生巩固所学知识，提高学生的自主学习能力。
本节课的教学方法与手段旨在激发学生的学习兴趣，培养他们的物理学科核心素养。通过多种教学方法和手段的运用，教师为学生提供丰富的学习资源，搭建互动交流平台，引导学生主动参与课堂学习，提高教学效果和效率。
5.电场强度的单位：在国际单位制中，电场强度的单位是牛顿每库仑（N/C）。
6.电场强度的应用：电场强度在日常生活和工业中有着广泛的应用。例如，在电力传输中，电场强度用于计算输电线路的电压降和功率损失；在电子设备中，电场强度用于设计电容器、电感器等元件；在医学中，电场强度用于电疗和神经刺激等治疗技术。
每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。
5.课堂展示与点评（15分钟）
高中物理第一章电场第三节电场强度教学案粤教版选修3-1(new)
第三节电_场_强_度1。
电荷的周围存在电场，电场对放入其中的电荷有力的作用，电荷间的相互作用通过电场实现.2．电场强度是用来描述电场的力的性质的物理量，其定义式为E＝错误!.3．电场强度由电场本身决定,与放入其中的电荷无关。
4．点电荷Q所形成的电场强度的表达式为E＝k错误!，其大小由Q和空间位置决定。
5．电场线是为了形象描述电场而引入的假想的线,其疏密程度表示电场的强弱，电场线上某点的切线方向与该点的电场强度方向一致。
一、电场及电场的描述1．电场（1)电荷的周围存在电场。
带电体间的相互作用是通过周围的电场发生的。
(2）电场的基本性质:对放入其中的电荷有力的作用。
2．电场强度（1）定义：放入电场中某一点的试探电荷所受电场力的大小与它的电荷量的比值。
（2）定义式:E＝F q 。
(3)单位：牛每库，符号 N/C.（4)方向：电场强度是矢量,规定某点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。
负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点电场强度的方向相反。
3．匀强电场电场中各点的场强大小和方向都相同.二、点电荷的电场及电场的叠加原理1．真空中点电荷的场强（1)大小：E＝k错误!.(2)方向：Q为正电荷时，在电场中的P点，E的方向由Q指向P，Q是负电荷时，E的方向由P指向Q。
2．电场强度的叠加如果场源电荷是多个点电荷，则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。
三、电场线1．电场线用来形象直观地描述电场的曲线,曲线上每一点的切线方向都和该处的场强方向一致。
2．特点(1)电场线是为了形象描述电场而假想的线，实际并不存在。
（2)电场线的疏密程度反映了电场的强弱。
(3)电场线从正电荷或无限远出发，到负电荷终止或延伸到无限远。
（4)匀强电场的电场线是间隔距离相等的平行直线.1．自主思考——判一判(1）电场看不见,摸不着,因此电场实际不存在.（×）(2)根据E＝错误!,由于q有正负，故电场中某点的场强有两个方向。
高中创新设计物理粤教版选修31课件第一章 第1讲 认识静电[可修改版ppt]
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答案
典例精析
例1 如图2所示，A、B为相互接触的用绝缘支柱支撑的金属导体，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
答案
典例精析
例2 关于元电荷，下列说法中正确的是(BCD) A.元电荷实质上是指电子和质子本身 B.所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍 C.元电荷的值通常取e＝1.60×10－19 C D.电荷量e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的 解析 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， 电荷是不能连续变化的物理量，电荷量e的数值最早是由美国物理学家密 立根用实验测得的.由以上分析可知选项B、C、D正确.
D.先把A、B分开，再把C移走，然后重新让A、B接触，A
图2
上的金属箔片张开，而B上的金属箔片闭合
总结提升 解析答案
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二、电荷守恒定律
知识梳理
1.电荷量： 电荷的多少 叫电荷量.在国际单位制中，它的单位是 库仑 ， 简称 库 ，用 C 表示. 2.元电荷：质子的电荷量为 1.60×10－19 库仑，用e表示，任何带电体的 电荷量都是e的 整数 倍.因此，电荷量e被称为元电荷 . 3.电荷守恒定律：电荷既不能创造，也不能消灭，它们只能从一个物体 转移 到另一个物体，或者从物体的一个部分 转移 到另一个部分.在转移 过程中，电荷的代数和 不变. 三种起电方式的本质都是 电子的转移 ，在转移的过程中电荷的总量不变 .
总结提升
解析答案
2024-2025学年高中物理第1章电场第1节认识静电教案粤教版选修3-1
本节课旨在培养学生的物理学科核心素养，特别是在以下几个方面：首先，通过探究静电现象，提升学生的科学探究能力，使其能够运用科学方法观察现象、提出假设、设计实验并分析结果。其次，强化学生运用数学工具解决物理问题的能力，尤其是在描述电荷分布和电场强度时运用几何图形和数学公式。再次，深化学生对物理概念本质的理解，如通过认识静电了解电荷守恒定律的内涵，培养其科学思维和物理观念。最后，通过静电在生活中的应用和防治措施，提高学生的科学态度与社会责任感，使其认识到科学技术的应用对环境和社会的影响。
6.知识拓展
现在，我们知道了静电现象，那么如何描述静电场呢？接下来，我将给大家介绍电场强度和电场线。请大家观察教材中的电场线图，思考电场线是如何反映电场强度和方向的。（学生观察并回答）电场线从正电荷出发，指向负电荷，线的密度表示电场强度的大小。
7.应用与防治
静电在我们的生活中有着广泛的应用，如静电复印、静电喷涂等。同时，静电也可能带来一些危害，如引发火灾、损害电子设备等。那么，如何防治静电呢？请大家阅读教材中关于静电防治的部分，并分享你们的学习心得。（学生分享心得）正确使用防静电设备和材料，保持环境湿度，是防止静电危害的有效方法。
四、教学资源准备：确保每位学生人手一本粤教版选修3-1教材，提前分发与本节课相关的学习资料。准备多媒体资源，包括静电现象的图片、电荷分布和电场线的动态图表、静电应用与防治的视频等，以增强直观感受。实验器材方面，准备电荷感应实验装置、静电发生器、验电器等，确保实验安全且操作简便。教室布置方面，设置实验操作区，配备实验桌和必需的实验器材，同时划分小组讨论区域，便于学生合作交流。
-本节课我们学习了静电现象、静电感应、电荷守恒定律、电场强度与电场线以及静电的应用与防治。
-通过实验和实例，我们了解了静电是如何产生的，以及如何利用和防止静电。
(粤教版)选修3-1物理：第1章-电场《电场强度》ppt课件
第一章 电 场
学案3 电场强度
1
理解电场强度的概念及公式，并会进行有关的计算.
2
会用电场线表示电场，并熟记几种常见电场的电场 线分布特征.
3
理解点电荷的电场强度及场强叠加原理．
学习目标
知识储备
学习探究
典例精析
课堂小结
自我检测
一、电场
电场 有力的作用 电场
二、电场的描述
学习目标
知识储备
学习探究
典例精析
课堂小结
自我检测
一、对电场强度的理解
例1 如图所示，在一带负电的导体A
E 与F 反向
附近有一点B，若在B处放置一个q1＝ －2.0×10－8 C的电荷，测出其受到的
静电力F1
图，则：
大小为4.0×10－6
N，方向如
－6 F1 4.0×10 解析:EB＝ ＝ N/C |q1| 2.0×10－8
(1)B处场强是多少？方向如何？ (2)如果换成一个q2 ＝4.0×10－7C
＝200 N/C 场强方向与 F1 方向相反 (2) F2＝q2EB＝4.0×10－7×200 N ＝8.0×10－5 N， 此时 B 处场强不变.
的电荷放在B点，其受力多大？ 此时B处场强多大？
学习目标
面上场强大小处处相等，方向各不相同．
学习目标
知识储备
学习探究
典例精析
课堂小结
自我检测
等量同号点电荷的电场： (以等量正点电荷为例)
O
排斥型 E1
E2
E1=E2，反向
(1)两点电荷连线上，中点O处场强为零，向两侧场强逐渐增大，方向指向 中点． (2)两点电荷连线中点O沿中垂面(中垂线)到无限远，电场线先变密后变疏 ，即场强先变大后变小，方向背离中点． 学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
新课标粤教版3-1 选修三1.1《认识电场》 优秀教案3(重点资料).doc
第一章电与磁第1节有趣的静电现象教学目标1．知道两种电荷及其相互作用．知道点电荷量的概念．2．了解静电现象及其产生原因；知道原子结构,掌握电荷守恒定律3．知道什么是元电荷．重难点：重点：静电产生的三种方式及原理、电荷守恒定律及电量平分原则难点：理解静电产生的本质——并没有创造电荷，而是电荷发生转移教学过程：一、电荷：1、自然界中的两种电荷（富兰克林命名）①把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷．②把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷．2、电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．3、电荷量：电荷的多少叫做电荷量．符号：Q或q 单位：库仑符号：C“做一做”验电器与静电计为了判断物体是否带电以及所带电荷的种类和多少，从18世纪起，人们经常使用一种叫验电器的简单装置：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（图甲）。
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（图乙）问：是否只有当带电体与导体棒的上端直接接触时，金属箔片才开始张开？解释看到的现象？1、摩擦起电摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同．特别是离核较远的电子受到的束缚较小。
当两个物体互相摩擦时，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。
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．得到电子：带负电；失去电子：带正电问：摩擦起电有没有创造了电荷？生：没有，摩擦起电是带电粒子（如电子）从一个物体转移到另一个物体。
师：很多物质都会由于摩擦而带电，是否还存在其它的使物体起电的方式？在学习新的起电方式之前，我们先来学习金属导体模型。
[:学,科,网]金属导体模型也是一个物理模型P3（动画演示）自由电子：脱离原子核的束缚而在金属中自由活动。
带正电的离子：失去电子的原子，都在自己的平衡位置上振动而不移动。
2、感应起电【演示】取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触。
粤教版高中物理选修3-1第一章电场四节
第四节 电势和电势差1．静电力做功与电势能变化的关系静电力做正功，电荷的电势能一定减少，静电力做负功时，电荷的电势能一定增加，静电力做的功是电荷电势能变化的量度，若电荷在电场中从A 点移动到B 点，则W AB ＝E P A －E P B .2．在电场中两点间移动电荷，电场力的功与所移动电荷的电荷量的比值叫这两点的电势差，也叫这两点的电压，单位是伏特，符号为V ，如果电场力把电荷量为1 C 的正电荷从A 点移动到B 点时所做的功为1 J ，则A 、B 两点间的电势差就是1_V ，U AB ＝φA －φB ，U BA ＝φB －φA ，因而U AB ＝－U BA .3．电势差是标量．电势差有正负，电势差的正负表示电场中两点电势的高低，若U AB >0，则φA >φB .如U AB ＝－5 V ，说明A 点的电势比B 点的电势低5 V.4．电场中某点的电势在数值上等于把单位正电荷从该点移到参考点时电场力所做的功，即φA ＝W AP q ，单位是V.电势的大小仅由电场本身决定，与电荷q 的大小、电性无关．电势是标量，但有正负之分，电势降落最快的方向就是电场线的方向．5．电场中电势相等的各点构成的面叫等势面，等势面的疏密反映电场的强弱，等势面密的地方电场强，等势面稀的地方电场弱．6．(双选)下列说法正确的是( )A ．电荷从电场中的A 点运动到了B 点，路径不同，电场力做功的大小就可能不同B ．电荷从电场中的某点开始出发，运动一段时间后，又回到了该点，则说明电场力做功为零C ．正电荷沿着电场线运动，电场力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线运动，电场力对负电荷做正功D ．电荷在电场中运动，因为电场力可能对电荷做功，所以能量守恒定律在电场中并不成立答案 BC解析 电场力做的功和电荷的运动路径无关，所以选项A 错误；电场力做功只和电荷的初末位置有关，所以电荷从某点出发又回到了该点，电场力做功为零，B 正确；正电荷沿电场线的方向运动，则正电荷受到的电场力和电荷的位移方向相同，故电场力对正电荷做正功，同理，负电荷逆着电场线的方向运动，电场力对负电荷做正功，C 正确；电荷在电场中运动，虽然有电场力做功，但是电荷的电势能和其他形式的能之间的转化满足能量守恒定律，D 错．7．(双选)某电场中，点电荷从a 点移到b 点，电场力做功为零，则( )A ．a 、b 两点的场强一定相等B ．a 、b 两点间的电势差一定为零C ．a 、b 两点的电势一定相等D ．电荷所受到的电场力总是垂直于其移动方向答案 BC解析 电荷在电场中移动过程中，电场力做功为零，则其电势能不变，电荷在初末两位置的电势能相等，因此电荷所在的初末两位置电势相等，但初末两位置间场强不一定相等．虽然电场力做功为零，但不一定在移动时电荷运动方向总是与电场力方向垂直，因为电场力做功为零可以由多种可能的运动路径造成．8．对于电场中A 、B 两点，下列说法正确的是( )A ．电势差的定义式U AB ＝W AB /q ，说明两点间的电势差U AB 与电场力做功W AB 成正比，。
粤教版高中物理选修3-1第一章电场第三
第三节 电场强度1．放入电场中某点的点电荷所受电场力与它的电荷量的比值叫做该点的电场强度，它是用来描述电场强弱和方向的物理量，其大小与试探电荷及其受力无关，决定于电场本身，其方向与正电荷在该点所受静电力的方向相同． 2．真空中点电荷周围形成的电场的场强公式为：E ＝k Q r2，其中k 是静电力常量，Q 是场源电荷的电荷量．在点电荷Q 的电场中不存在E 相同的两个点．r 相等时，E 的大小相等，但方向不同；两点在以Q 为中心的同一半径上时，E 的方向相同，但大小不同．3．匀强电场是场强大小、方向处处相同的电场，其电场线是间隔相等的平行线．4．下列说法中错的是( )A ．只要有电荷存在，电荷周围就一定存在电场B ．电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西C ．电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用D ．电场是人为设想出来的，其实并不存在答案 D 5．以下关于电场线的说法中，正确的是( )A ．电场线上每一点的切线方向都跟电荷在该点的受力方向相同B ．沿电场线的方向，电场强度越来越小C ．电场线越密的地方同一试探电荷所受的电场力就越大D ．顺着电场线移动电荷，电荷受电场力大小一定不变答案 C解析 电场线上每一点的切线方向都跟正电荷在该点的受力方向相同，A 错误；沿电场线方向，其疏密变化情况未知，所以电场强度大小不能判定，电荷的受力情况也不能判定，所以B 、D 错误；故只有C 正确．【概念规律练】知识点一 电场、电场强度1．电场中有一点P ，下列说法中正确的是( )A ．若放在P 点的试探电荷的电荷量减半，则P 点的场强减半B ．若P 点无试探电荷，则P 点的场强为零C ．P 点的场强越大，则同一电荷在P 点所受到的电场力越大D ．P 点的场强方向为试探电荷在该点受到的电场力的方向答案 C解析 为了知道电场中某点的电场强度，可以把一个试探电荷放入该点，其受到的电场力F 与自身的电荷量q 的比值F q可反映该点场强的大小，但该点的场强由电场本身决定，与试探电荷的电荷量多少、电性无关，所以A 、B 错．由E ＝F q得F ＝Eq ，当q 一定时，E 越大，F 越大，所以C 正确．电场中某点的场强方向规定为正电荷在该点受到的电场力方向，与负电荷受力的方向相反，D 错．2．一检验电荷q ＝＋4×10－9 C ，在电场中P 点受到的电场力F ＝6×10－7 N ．求：(1)P 点的场强大小；(2)将检验电荷移走后，P 点的场强大小；(3)放一电荷量为q ＝1.2×10－6 C 的电荷在P 点，受到的电场力F ′是多大？。
【创新设计】2013-2014学年高中物理(粤教版)选修3-1：1-4 电势和电势差
J，那么：
(1)q在A点的电势能和A点的电势各是多少？ (2)q在未移入电场前A点的电势是多少？
解析
(1)电场力做负功，电势能增加，无穷远处的电势为
零，电荷在无穷远处的电势能也为零，电势能的变化量等于 电 场力做的功，即W∞A＝Ep∞－EpA＝0－EpA. 所以EpA＝－W∞A＝W＝1.2×10
自主学习
名师解疑
分类例析
课堂对点演练
活页规范训练
5．能量守恒法 只有电场力做功时，电荷的动能和电势能互相转化，由此可 由动能的变化确定电势能变化，即只有电场力做功时，动能减少 多少，电势能就增加多少，反之，动能增加多少，电势能就减少 多少．
自主学习
名师解疑
分类例析
课堂对点演练
活页规范训练
三、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．
自主学习
名师解疑
分类例析
课堂对点演练
活页规范训练
解析
(1)法一
先求电势差的绝对值，再判断正、负
－
4 |WAB| 6×10 |UAB|＝ ＝ －6 V＝200 V. |q| 3×10
因负电荷从A移到B克服电场力做功，必是从高电势点移向 低电势点，即 φA>φB，UAB＝20Байду номын сангаас V. 9×10－4 |WBC| |UBC|＝ ＝ V＝300 V. － |q| 3×10 6 因负电荷从B移到C电场力做正功，必是从低电势点移到高 电势点，即 φB<φC，UBC＝－300 V， UCA＝UCB＋UBA＝－UBC＋(－UAB)＝(300－200)V＝100 V.
2013-2014学年高二物理粤教版选修3-1同步课件：第1章 第3节 电场强度(41张ppt)
电场强度等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的 矢量和． 答案：D
kQ 解析：点电荷的场强公式是 E＝ r2 ， 电场中某点的
练习 3．在真空中有两个点电荷Q1＝＋3.0×10－8 C和Q2 ＝－3.0×10－8 C，它们相距0.1 m，求电场中A点的场 强．（A点与两个点电荷的距离相等，r＝0.1 m. ） 解析：点电荷Q1和Q2的电场在A点的场强分别为E1和E2， 它们大小相等，方向如图所示，合场强E在E1和E2的夹角的 平分线上，此平分线跟Q1和Q2的连线平行． kQ1 E＝E1=E2＝ 2 r 代入数值得：E＝2.7×104 N/C.
物理量 电场力 电场强度 反映电场的力的属性
比较内容
物理意义 电荷在电场中所受力
决定因素
区 别
由电场和电荷共同决 定 F＝qE
正电荷受力与E同向 负电荷受力与E反向 N
仅由电的受力方向 N/C(或V/m)
大小
方向 单位 联系
F＝qE(普遍适用)
相距为L的A、B两点分别固定带等量异种电 荷电荷量为Q，在AB连线中点处电场强度为( ) A．0 B．kQ/L2，且指向－Q C．2kQ/L2, 且指向－Q D．8kQ/L2, 且指向－Q
(2)疏密程度：电场线的疏密反映电场强度的大 小(疏弱密强)． (3)起点和终点：电场线始于正电荷或无穷远， 止于负电荷或无穷远，即电场线不是闭合的曲线．
(4)不中断、不相交：在没有电荷的空间，电场 线不能中断，两条电场线也不能相交．
关于电场线，下述说法中正确的是(
)
A．电场线是客观存在的
B．电场线与电荷运动的轨迹是一致的 C．电场线上某点的切线方向与电荷在该点受力方向 可以不同 D．沿电场线方向，场强一定越来越大
粤教版高中物理选修3-1第一章电场第五节.docx
高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）第五节 电场强度与电势差的关系1．匀强电场中，沿着电场强度的方向，任意两点间的电势差等于场强与两点沿电场线方向的距离的乘积，即U ＝Ed .公式也可写成E ＝Ud.注意：公式U ＝Ed 或E ＝Ud中d 必须是沿电场线方向的距离，且公式只适用匀强电场，对于非匀强电场可作定性分析．2．由公式E ＝Ud可以看出场强在数值上等于沿场强方向上每单位距离上的电势差．3．电场中电势相等的点组成的面称为等势面，等势面具有以下特点： (1)电场线与等势面垂直，在等势面上移动电荷时，电场力不做功．(2)沿着电场线的方向各等势面上的电势减小，逆着电场线的方向各等势面上的电势增大．(3)电场线密的区域等势面密，电场线疏的区域等势面疏．即场强大的地方等势面密，场强小的地方等势面疏．4．对公式E ＝U abd的理解，下列说法正确的是( )A ．此公式适用于计算任何电场中a 、b 两点间的电势差B ．a 点和b 点间距离越大，则这两点的电势差越大C ．公式中的d 是指a 点和b 点之间的距离D ．公式中的d 是a 、b 两个等势面间的垂直距离 答案 D解析 公式E ＝U abd，仅适用于匀强电场，所以A 错；公式中的d 是指a 、b 两点沿电场线方向的距离，即a 、b 两等势面之间的垂直距离．所以B 、C 均错，D 对．5．(双选)如图1所示，实直线是某电场中的一条电场线，虚线是该电场中的三条等势线，由图可以得出的正确结论是( )图1A ．M 点的电势一定高于N 点的电势B ．M 点的场强一定小于N 点的场强C ．由M 点向N 点移动电荷时，电势能的改变量与零电势的选取无关D ．某电荷在M 点或N 点具有电势能与零电势的选取无关答案 AC【概念规律练】知识点一 对公式U ＝Ed 的理解1．下列关于匀强电场中场强和电势差的关系，说法正确的是( ) A ．任意两点间的电势差，等于场强和这两点间距离的乘积B ．在任何方向上，若两点间距离相等，则它们之间电势差就相等C ．沿着电场线方向，任何相同距离上的电势降落必定相等D ．电势降落的方向必定是电场强度的方向 答案 C解析 匀强电场中电势差与场强的关系U ＝Ed 中的d 是两点沿电场线方向的距离，并不是两点间的距离，A 错．两点距离相等，两点沿电场线方向的距离不一定相等，B 错．由U ＝Ed ＝EL cos α，可知C 正确．点评 公式U ＝Ed 中d 可理解为电场中两点等势面之间的垂直距离，由此可得出一个结论：在匀强电场中，两长度相等且相互平行的线段的端点间的电势差相等．2. 如图2实线为某电场的电场线，虚线为等势线，已知c 为线段ab 的中点，过a 、b 的等势线的电势分别为30 V 和10 V ．则c 点的电势( )图2A ．φc ＝20 VB ．φc >20 VC ．φc <20 VD ．φc 的范围无法确定 答案 C解析 若该电场为匀强电场，则C 点电势应为20 V ，但该电场ac 段的场强大，所以相同距离上的电势差也大，即ac 段电势降落的多，所以φc <20 V ，C 正确．点评 对于非匀强电场，用公式E ＝Ud可以定性分析某些问题．例如等差等势面E 越大时，d 越小．因此可以断定，等势面越密的地方电场强度也越大．知识点二 公式U ＝Ed 的应用3. 如图3所示，A 、B 两点相距10 cm ，E ＝100 V/m ，AB 与电场线方向的夹角θ＝120°，求A 、B 两点间的电势差．图3答案 －5 V解析 A 、B 两点在场强方向上的距离d ＝A B ·cos (180°－120°)＝10×12cm ＝5 cm.由于φΑ<φB ，则根据U ＝Ed 得U AB ＝－Ed ＝－100×5×10－2 V ＝－5 V . 4. 如图4所示为一个匀强电场的三个等势面A 、B 、C ，相邻两等势面之间距离为10 cm ，此电场的场强为3×103V/m ，若B 为零电势，求A 、C 的电势．图4答案φA＝300 V，φC＝－300 V或φA＝－300 V，φC＝300 V解析由U＝Ed可知，相邻两等势面间的电势差的大小：|U AB|＝|U BC|＝E·d＝3×103×10×10－2 V＝300 V那么有两种可能：(1)φA＝300 V，φC＝－300 V；(2)φA＝－300 V，φC＝300 V.点评求电场中某点电势，可用该点与零电势的电势差来确定．知识点三等势面5．(双选)如图5所示，实线表示一簇关于x轴对称的等势面，在x轴上有A、B两点，则()图5A．A点场强小于B点场强B．A点场强方向指向x轴负方向C．A点场强大于B点场强D．A点电势高于B点电势答案AD解析由电场线与等势面的关系可知，电场线一定与等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面，作出相对应的电场线分布，如右图所示，则可知A、B两点处的场强方向应与x轴同向，由电场线的疏密可知，A点处的场强E A小于B点处的场强E B，故正确选项为A、D.6．(双选)如图6所示，虚线a、b、c为三个同心圆面，圆心处为一个点电荷．现从c 外面一点P以相同的速率发射两个电荷量、质量都相等的带电粒子，分别沿PM、PN运动到M、N，M、N两点都位于圆周c上，以下判断正确的是()图6A．两粒子带同种电荷B．两粒子带异种电荷C．到达M、N时两粒子速率仍相等D．到达M、N时两粒子速率不相等答案BD解析由两个粒子轨迹的弯曲情况可看出，到达M的粒子受的是库仑斥力，到达N的粒子受的是库仑引力，所以两个粒子电性一定不同，A错误，B正确；因为P和M、N不在同一个等势面上，所以由P到M和由P到N时电场力都要做功，但因P到M的过程中是在斥力作用下靠近，电场力做负功，所以动能减少，故v M<v P；由P到N的过程中是在引力作用下靠近，电场力做正功，所以动能增加，故v N>v P，因此到达M、N两点时速率v M<v N，C错误，D正确．【方法技巧练】一、用作图法确定电场方向7．下列图中，a、b、c是匀强电场中的三个点，各点电势φa＝10 V，φb＝2 V，φc＝6 V，a、b、c三点在同一平面上，图中电场强度的方向表示正确的是()答案 D解析由题意可知：直线ab的中点的电势为6 V ，与c点等势，故应按D图进行求解，电场的方向则由电势高处指向电势低处，D图表示正确．8. 如图7所示，A、B、C为匀强电场中的三个点，已知φA＝12 V，φB＝6 V，φC＝－6 V．试画出该电场的电场线，并保留作图时所用的辅助线(用虚线表示)．图7答案见解析解析连接A、C，将线AC三等分，等分点为D、E，则φD＝6 V，连接BD即为电场中的一个等势面，过A、E、C三点分别作BD的平行线得到另外三个等势面，过A、B、C 三点分别作和等势面垂直的垂线，即为三条电场线，方向由高电势指向低电势，如图所示．方法总结确定电场方向最关键的是抓住电场线与等势面相互垂直的特点，因此，确定等势点，画出等势面至关重要．二、用等分法确定匀强电场的电势9．图8中，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点．已知A、B、C三点的电势分别为φA＝15 V，φB＝3 V，φC＝－3 V，求D点的电势φD.图8答案9 V解析由题意知A、C间电势差为18 V，连接A、C，并将AC线段等分为三等份，如下图，则有φE＝9 V，φF＝3 V，显然B、F两点等电势，D、E两点等电势，电势为9 V.方法总结在匀强电场中，两长度相等且相互平行的线段的两端点的电势差相等，因此同一直线上相等长度的线段的电势差亦相等．10. 如图9所示，匀强电场中有一平行四边形abcd，且平行四边形所在平面与场强方向平行．其中φa＝10 V，φb＝6 V，φd＝8 V，则c点电势为()图9A ．10 VB ．4 VC ．7 VD ．8 V 答案 B1．下列静电学公式中，F 、q 、E 、U 、r 和d 分别表示电场力、电荷量、场强、电势差及距离，①F ＝k q 1q 2r 2，②E ＝k Q r 2，③E ＝Fq，④U ＝Ed ，有关四个公式的说法中正确的是( )A ．它们都只对点电荷或点电荷的电场成立B ．①②③只对点电荷或点电荷电场成立，④对任何电场都成立C ．①②只对点电荷成立，③对任何电场成立，④只对匀强电场成立D ．①②只对点电荷成立，③④对任何电场成立 答案 C2．(双选)在一个匀强电场中有a 、b 两点，相距为d ，电场强度为E ，把一个电荷量为q 的负电荷由a 移到b 点时，电场力对电荷做正功W ，以下说法正确的是( )A ．a 点电势比b 点电势低B ．a 、b 两点电势差大小为U ＝EdC ．a 、b 两点电势差大小为U ＝WqD ．该电荷在b 点电势能较a 点大 答案 AC3．(双选) 如图10所示，在电场中任意取一条电场线，电场线上的a 、b 两点相距为d ，则( )图10A ．a 点场强一定大于b 点的场强B ．a 点的电势一定高于b 点的电势C ．a 、b 两点间的电势差一定等于E ·d (E 为a 点的场强)D ．a 、b 两点间的电势差等于单位正电荷由a 点沿任意路径移动到b 点的过程中电场力所做的功答案 BD解析 沿场强方向电势降低，B 项对；场强方向不能表示场强大小，A 项错；C 项错是因为此电场不一定是匀强电场；D 项是电势差的定义，正确．4. 如图11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.若空间存在沿y 轴负方向的匀强电场，场强大小E ＝100 V/m ，则O 、P 两点的电势差可表示为( )图11A ．U OP ＝－10sin θ VB ．U OP ＝10sin θ VC ．U OP ＝－10cos θ VD ．U OP ＝10cos θ V 答案 A解析 在匀强电场中，U OP ＝－E ·R sin θ＝－10sin θ V ，故A 对．5. a 、b 、c 、d 是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点．电场线与矩形所在的平面平行．已知a 点的电势是20 V ，b 点的电势是24 V ，d 点的电势是4 V ，如图12所示．由此可知，c 点的电势为( )图12A ．4 VB ．8 VC ．12 VD ．24 V 答案 B 解析沿匀强电场中的直线，电势应均匀变化，如右图所示，连接b 、d 两点，并将连线五等分，则每一等份的两端点电势差为4 V ，各点电势如图所示，连接a 点与bd 上20 V 的点，连线为一条等势线，根据匀强电场的等势线相互平行的规律，过c 点作等势线的平行线，线上所有点电势应与c 点电势相等，用几何关系证明得：该线过电势为8 V 的点，故c 点的电势为8 V .6. 如图13所示是匀强电场中的一组等势面，若A 、B 、C 、D 相邻两点间距离为2 cm ，A 和P 点间距离为1.5 cm ，则该电场的场强E 和P 点的电势φP 分别为( )图13A ．500 V/m ，－2.5 VB ．1 00033V/m ，－2.5 VC ．500 V/m,2.5 VD ．1 00033V/m,2.5 V答案 B解析 匀强电场中电势均匀降落，根据U ＝Ed 可求得φP ＝14φA ＝－2.5 VE ＝U BC L sin 60°＝102×10－2×32V/m ＝1 00033 V/m.7．如图14所示为一个内、外半径分别为R 1和R 2的圆环状均匀带电平面，其单位面积带电量为σ.取环面中心O 为原点，以垂直于环面的轴线为x 轴．设轴上任意点P 到O 点的距离为x ，P 点电场强度的大小为E .下面给出E 的四个表达式(式中k 为静电力常量)，其中只有一个是合理的．你可能不会求解此处的场强E ，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断．根据你的判断，E 的合理表达式应为( )图14A ．E ＝2πkσ⎝⎛⎭⎪⎫R 1x 2＋R 21－R 2x 2＋R 22x B ．E ＝2πkσ⎝⎛⎭⎪⎫1x 2＋R 21－1x 2＋R 22x C ．E ＝2πkσ⎝⎛⎭⎪⎫R 1x 2＋R 21＋R 2x 2＋R 22x D ．E ＝2πkσ⎝⎛⎭⎪⎫1x 2＋R 21＋1x 2＋R 22x 答案 B解析 圆环状均匀带电平面，由对称性可看做两个圆面的差．在P 点的电场叠加形式应为相似的两部分之差，排除C 、D 选项．由场强单位及A 、B 两式中物理量单位可判断选项A 错，B 选项正确．8．如图15所示，O 是一固定的点电荷，另一点电荷P 从很远以初速度v 0射入点电荷O 的电场，在电场力作用下的运动轨迹是曲线MN .a 、b 、c 是以O 为中心、R a 、R b 、R c 为半径画出的三个圆，R c －R b ＝R b －R a .1、2、3、4为轨迹MN 与三个圆的一些交点．以|W 12|表示点电荷P 由1到2的过程中电场力做功的大小，|W 34|表示由3到4的过程中电场力做功的大小，则( )图15A ．|W 12|＝2|W 34|B ．|W 12|＞2|W 34|C ．P 、O 两电荷可能同号，也可能异号D ．P 的初速度方向的延长线与O 之间的距离可能为零 答案 B解析 因为R b －R a ＝R c －R b ，且E c <E b <E a .由电场线密集的地方电势降落较快可知|U 12|>2|U 34|，故B 项正确．从电荷P 的弯曲运动轨道可知，P 、O 两电荷一定异号，故C 项错．如果P 的初速度方向的延长线与O 之间的距离为零，则P 电荷的轨迹为一直线，故D 错．9. A 、B 、C 为匀强电场中的三点，如图16所示，φA ＝6 V ，φB ＝2 V ，φC ＝2 V ，试画出匀强电场过A 点的一条电场线．(作图过程要体现依据痕迹)图16答案 见解析解析 由于φB ＝φC ＝2 V ，所以B 、C 连线即为等势面，根据电场线与等势面垂直，过A 点作BC 的垂线，然后再依据电场线的方向指向电势降低的方向，便可最终确定过A 点的电场线的位置及方向．如图所示．10. 如图17所示，匀强电场中有A 、B 、C 三点构成等边三角形，边长均为4 cm ，将一带电荷量q ＝1.0×10－10 C 的正电荷(不计重力)，从A 点移到C 点，电场力做功为－3×10－9J ，若把同一电荷从A 点移到B 点，电场力做功也为－3×10－9 J ，那么该电场的场强是多大？图17答案 5×102V/m解析 如题图所示，把正电荷从电场中的A 点分别移到C 点或B 点，电场力做的功相同，根据W ＝qU 可知，B 、C 两点电势相同，在同一等势面上，由于电场中的等势面与电场线垂直，可见A 点与BC 等势面在场强方向的距离d ＝AB sin 60°＝4×10－2×32m ＝23×10－2 m.A 、B 两点的电势差U AB ＝W q ＝－3×10－91.0×10－10 V ＝－10 3 V.该电场的电场强度E ＝U BA d ＝10323×10－2 V/m ＝5×102V/m. 11．平行的带电金属板A 、B 间是匀强电场，如图18所示，两板间距离是5 cm ，两板间的电压是60 V.图18(1)两板间的场强是多大？(2)电场中有P 1和P 2两点，P 1点离A 板0.5 cm ，P 2点离B 板也是0.5 cm ，P 1和P 2两点间的电势差多大？答案 (1)1.2×103 V/m (2)48 V解析 (1)两板间是匀强电场，由U ＝Ed 可得两板间的场强E ＝U d ＝60 V5×10－2 m＝1.2×103V/m.(2)P 1、P 2两点间沿场强方向的距离：d ′＝4 cm所以UP 1P 2＝Ed ′＝1.2×103×4×10－2 V ＝48 V.12. 如图19所示．平行金属带电极板A 、B 间可看成匀强电场，场强E ＝1.2×102 V/m ，极板间距离d ＝5 cm ，电场中C 和D 点分别到A 、B 两板的距离均为0.5 cm ，B 板接地，则：图19(1)C 和D 两点的电势、两点间电势差各为多少？（2)将点电荷q ＝2×10－2 C 从C 点匀速移到D 点时外力做多少功？ 答案 (1)－5.4 V －0.6 V －4.8 V(2)9.6×10－2 J解析 (1)因正极板接地，故板间各点电势均小于零，则U BD 、U BC 均大于零，由U ＝Ed 得U BD ＝Ed BD ＝1.2×102×0.5×10－2 V ＝0.6 V ， 即φD ＝－0.6 V由于 d CB ＝5 cm －0.5 cm ＝4.5 cm ＝4.5×10－2 cm ，所以U CB ＝－Ed CB ＝－1.2×102×4.5×10－2 V ＝－5.4 V ＝φC 所以U CD ＝φC －φD ＝－5.4 V －(－0.6 V)＝－4.8 V .(2)因为匀速移动，外力所做的功等于电场力所做的功W外＝|qU CD|＝2×10－2×4.8 J＝9.6×10－2 J。
创新设计-高中物理(粤教版)选修3-1：1-2-探究静电力市公开课获奖课件省名师示范课获奖课件
QA对QC作用力：FA＝kQLAQ2 C，同种电荷相斥，
QB对QC作用力：FB＝kQLBQ2 C，异种电荷相吸，
因为QA＝QB，所以FA＝FB，
QC受力的大小：F1＝FA＝FB＝k
QQC L2
，方向为平行AB连线向
右
答案 kQLQ2C，方向平行AB连线向右
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A、B两球之间的作用力为F＝k7Qr×2 Q.
当A、C两球接触时，据电荷均分原理可知，两球均带电荷
量为72Q.
当B、C两球接触时，两球均带电荷量为1272Q－Q＝54Q.
故现在A、B两球间的作用力F′＝k72Q×r2 54Q＝58F.
所以FF′＝58.
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答案
5 8
借题发挥 若两个金属小球的电荷量分别为Q1、Q2，第三个 完全相同的不带电的金属球与它们无限次接触后，三个金属球平 分总电荷量，即Q1′＝Q2′＝Q3′＝Q1＋3 Q2.
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【变式1】 上题中若把A、B两球固定，然后让C反复与 A、B两球接触，最终移去C球，A、B两球间旳相互作用力变为 原来旳多少倍？
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5．库仑力具有力的共性，它与学过的重力、弹力、摩擦力 一样．具有力的一切性质，它是矢量，合成、分解时遵循平行四 边形定则，能与其他的力合成，能使物体发生形变，能使物体产 生加速度．
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【创新设计】高二物理粤教版选修3-1课件1.3 电场强度 第1课时
预习导学
一、电场 二、电场的描述 电荷 电场 静止 电荷 强弱 电场力 电荷量 强弱 方向 矢量和
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电场强度
F E q
N/C
正电荷
想一想：这里定义电场强度的方法叫比值定义法，你还学过 哪些用比值定义的物理量？它们都有什么共同点?
答案：如加速度a= ；密度ρ＝ t m 等．用比值定义的新物理 V
9.0 10 1.0 10
9 9
1.0 10
10
(2)M点的场强．
(3)拿走q后M点的场强．
0.3
2
N
＝1.0 10－8 N
(4)M、N两点的场强哪点大？方向沿OQ连线指向Q
目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习
课堂讲义 例1 真空中O点放一个点电荷
Q ＝ 1.0×10 － 9 C ，直线 MN 通 过O点，OM的距离r＝30 cm，
量可反映物质本身的某种属性，与用来定义的另外两个物理量 并无直接关系.
目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习
预习导学
电场强度
三、怎样“看见电场”
1. 曲线 切线
想一想：在相邻的两条电场线之间没画电场线的地方有电 场吗? 答案：电场线是法拉第为了形象描述电场的强弱及方向而假想 的,如果在每个地方都画电场线也就无法对电场进行描述了。所 以在相邻的两条电场线之间没画电场线的地方也有电场。
课堂讲义 例1 真空中O点放一个点电荷
Q ＝ 1.0×10 － 9 C ，直线 MN 通 过O点，OM的距离r＝30 cm，
r＝0.3 m
FM
电场强度
M 点 放 一 个 点 电 荷 q ＝ － 解析 （1）根据库仑定律 1.0×10－10 C，如图所示． kQq 求： (1)q在M点受到的作用力
新课标粤教版3-1 选修三1.1《认识电场》 WORD教案1
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教学重点难点：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。
教学方法：探究、讲授、讨论、练习教学用具：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？学生：一个物体失去一些电子而带正电，另一个物体得到这些电子而带负电。
（教师用多媒体模拟，验证学生回答）过渡：在复习初中内容基础上，进一步再来看有没有别的方法使物体带电？物体带电的实质是什么？今天这节课就来学习这些问题：（二）进行新课1．电荷教师活动：引导学生阅读教材有关物质内部微观结构的描述，思考和回答问题：（1）物质的微观结构是怎样的？摩擦起电的原因是什么？（2）什么是自由电子，金属成为导体的原因是什么？学生活动：积极阅读教材，思考并回答问题。
【创新设计】高中物理 13 电场强度课件 粤教选修31
借题发挥 带电粒子在电场中的运动轨迹，决定于粒子 运动速度和受力情况，与电场线不一定重合．
对电场强度的理解及应用 1．如图1－3－6所示，在一带负电的导体A附近有一点B， 如在B点放置一个q1＝－2.0×10－8 C的电荷，测出其受到的静电 力F1大小为4.0×10－6 N，方向如图，则B点场强是多少？如果换 用一个q2＝4.0×10－7 C的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场 强多大？
图1－3－6
解析 放在A点和B点的点电荷在C处产生的电场强度方向分
别在AC和BC的连线上，因C点电场强度方向与BA方向平行，故
放在A点的点电荷和放在B点的点电荷产生的电
场强度方向只能如图所示：由C→A和由B→C，故qA带负
电，qB带正电，且EB＝2EA，即k
qB BC
2
＝2k
qA AC
2，又由几何关系知
粒子做曲线运动时，速度方向与加速度方向不在一条直线上，所以粒 子只在电场力作用下做曲线运动时电场线与运动轨迹不重合
【典例 1】 在真空中 O 点放一个点电荷 Q＝＋1.0×10－9C，
直线 MN 通过 O 点，OM 的距离 r＝30 cm，M 点放一个点电荷 q
＝－1.0×10－10C，如图 1－3－2 所示．求：
答案 AC
/162022/1/16
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解析 本题考查了电场线、电场强度的方向及电场力的 方向三者之间的关系及物体做曲线运动的条件．仅当电场线为 直线、电荷的初速度为零，或者电荷初速度不为零，但初速度 方向和场强方向在同一直线上，且只受电场力时，电荷的运动 轨迹才和电场线重合，A错．点电荷的速度方向不一定与所在位 置处的电场线方向一致，如电场线为曲线时，B错．由牛顿第二 定律知，加速度方向与合外力方向一致，而点电荷在电场中受 电场力方向与电场线的切线方向重合，C对．点电荷受电场力作 用，由于电场不一定是匀强电场，其合力不一定为恒力，故不 一定做抛物线运动，D错．
高中创新设计物理粤教版选修31课件：第一章 第7讲 习题课电场能的性质
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1.(电场线、等势线和运动轨迹)(多选)如图7所示，虚 线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面间的 电势差相等，实线为一带正电的质点仅在静电力作 用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上 的两点，据此可知( ) A.三个等势面中，Q点的电势最高 B.带电质点通过P点时电势能较大 C.带电质点通过P点时动能较大 D.带电质点通过P点时加速度较大
中垂线上距A点距离也为d的一点，则下面关于三点电场强度E的大小、电
势φ高低的比较，正确的是( )
A.EA＝EC＞EB，φA＝φC＞φB
B.EB＞EA＞EC，φA＝φC＞φB
C.EA＜EB，EA＜EC，φA＞φB，φA＞φC
图3
D.EA＞EB，EA＞EC，φA＞φB，φA＞φC
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三、等分法确定等势点
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10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。05:58:4105:58:4105:589/15/2021 5:58:41 AM
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11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。21.9.1505:58:4105:58Sep-2115-Sep-21
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12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。05:58:4105:58:4105:58Wednesday, September 15, 2021
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。21.9.1521.9.1505:58:4105:58:41September 15, 2021
认识电场-粤教版选修3-1教案
认识电场-粤教版选修3-1教案一、教学目标•了解电场的概念和基本性质；•掌握电场强度的概念、计算方法，以及电荷在电场中的受力表达式；•了解电荷在均匀电场和非均匀电场中运动的规律，并应用于实际问题；•发现本节课与上一节课的联系，加深对电学知识的理解。
二、教学内容分析1. 电场的概念和基本性质电场是指在空间中存在电荷时，其所产生的一种物理场。
电场可以用场强来描述，具有矢量性质。
电场的基本性质包括：电场在空间中的方向、大小、形状和变化规律等。
2. 电场强度的概念、计算方法和电荷在电场中的受力表达式电场强度是指单位电荷在电场中所受的电场力。
电场强度可以用矢量来描述，并且它的方向和电场的方向一致。
电荷在电场中的受力表达式可以表示为：F= qE，其中F为电场力，q为电荷量，E为电场强度。
3. 电荷在均匀电场和非均匀电场中运动的规律，及应用于实际问题电荷在均匀电场中的运动规律与匀加速直线运动类似，可以利用运动学公式求解；电荷在非均匀电场中的运动规律需要利用电学和数学知识，可以利用微元法求解。
电荷在电场中的运动规律可以应用于电荷的漂移运动、电子在电视屏幕上的行进等实际问题。
4. 与上一节课的联系本节课内容与上一节课内容有联系，上一节课学习了库仑定律的概念和公式，本节课则是在库仑定律的基础上深入学习了电场的概念和性质，并探究了电场对电荷的影响及运动规律。
这两节课的知识点可以互相补充和应用。
三、教学建议1. 教学方法本节课可以采用课堂讲授、小组讨论和实验演示等教学方法。
讲授过程中应注意用图示和示意图加深学生对概念的理解；小组讨论可以让学生合作完成应用题，培养学生分析问题和解决问题的能力；实验演示可以让学生实际观察电荷在电场中的受力情况。
2. 认知目标通过本节课的学习，学生应该能够了解电场的概念和基本性质，掌握电场强度的概念、计算方法，以及电荷在电场中的受力表达式；了解电荷在均匀电场和非均匀电场中运动的规律，及应用于实际问题；发现本节课与上一节课的联系，加深对电学知识的理解。
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【典例 1】 关于匀强电场中的场强和电势差的关系，下列说 法正确的是( )．
A．任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积 B．沿电场线方向，任何相同距离上电势降落必定相等 C．电势降低的方向必是场强方向 D．在相同距离的两点上，电势差大的其场强也大
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至c点，电势能就会减少ΔE，可断定a点和c点电势相等，若是匀
强电场，则ac连线即为等势线，电场线与等势线垂直．又因为 移动的是电子，带负电，沿电场线方向，负电荷电势能增加， 故电场线的方向是由b指向d，如果该电场是位于O点的正点电荷 形成的电场，画出电场线和等势面就会发现，a、c在同一等势 面上，而且离正点电荷越远，电子的电势能越大，故选A、C. 答案 AC
数值上等于单位电荷受到的力 矢量，规定与正电荷在该点所 受电场力的方向相同
方向
(1)场强的方向是电势降落最快的方向，但电势降落的方向不一定是 联系 场强的方向(2)在匀强电场中场强的大小等于沿场强方向每单位长度 上的电势降落，即 E＝
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UAB 或 UAB＝EdAB. dAB
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．
2．沿着电场线的方向各等势面上的电势减小，逆着电场线 的方向各等势面上的电势
增大
．
3．电场线密的区域等势面密，电场线疏的区域等势面疏.
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UAB 一、关于UAB＝EdAB.E＝ d 的进一步理解 AB 1．关系式表明了电场强度与电势差的关系 U (1)大小关系：由E＝ d 可知，电场强度在数值上等于沿电场 方向每单位距离上降低的电势，电场强度是电势差对空间位置的 变化率，电势随空间变化的快慢，反映了电场强度的大小． (2)方向关系：电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方 向．
F 即电场方向向上，故 φA＜φB.由 E＝ q ，F＝G 得 E＝5×104 V/m， 又由于 dAB＝10 mm＝0.01 m，所以 UBA＝EdAB＝500 V．选项 C 正确．
答案
C
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匀强电场中电场强度与电势差的关系
1．如图 1－5－8 所示，a、b、c 是一条电场线上的三个点， 电场线的方向由 a 至 c，a、b 间的距离等于 b、c 间的距离， φa、 用 φb、φc 和 Ea、Eb、Ec 分别表示 a、b、c 三点的电势和电场强度， 可以断定( )．
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【变式 2】 如图 1－5－5 所示，实线为电场线，虚线为等势 面，φa＝50 V，φc＝20 V，则 a、c 连线中点 b 的电势 φb 为( )．
图 1－5－5 A．等于 35 V C．小于 35 V B．大于 35 V D．等于 15 V
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U E＝ d
匀强电场
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2.电场强度与电势差的关系
物理量 定义 定义式 大小 电势差 U 电场强度 E 电荷在电场中两点间移动时， 电场力 放入电场中某一点的电荷受到 所做的功跟电荷量的比值 U＝ W q 的电场力跟它的电荷量的比值 E＝ F q
数值上等于单位正电荷从一点移到 另一点时，电场力所做的功 标量、无方向
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U 3．在非匀强电场中，公式E＝ d 可用来定性分析问题，由E U ＝ d 可以得出结论：在等差等势面中等势面越密的地方场强就越 大，如图1－5－2甲所示．再如图1－5－2乙所示，a、b、c为某 条电场线上的三个点，且距离ab＝bc，由于不知电场的性质，所 以电势差Uab与Ubc的大小不能确定．
答案 B
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U E＝ d 与力学的综合应用
3 如图 1－5－10 所示为一组未知方向的匀强电场的电场线， 将 1×10 2×10
－6 －6
C 的负电荷由 A 点沿水平线移至 B 点，电场力做了
J 的功，A、B 间的距离为 2 cm.问：
图 1－5－10
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图 1－5－2
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二、对电场强度的进一步理解 1．关于场强 E 的几个表达式
公 式 适用范围 说 明
F E＝ q kQ E＝ 2 r
任何电场 定义式，q 为试探电荷的电量 真空中点 电荷的电 场 Q 为场源电荷的电量，E 表示跟 点电荷相距 r 处的某点的场强 U 为沿电场线方向上相距为 d 的 两点间的电势差
图 1－5－3
)．
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解析 在匀强电场中，UOP＝－E· Rsin θ＝－10sin θ(V)，故 A 对．
答案 A
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【典例 2】 平面内有一菱形 abcd， 点为其两对角线的交点． O 空 间存在一未知的静电场，方向与菱形所在平面平行，有一电子， 若从 a 点运动至 d 点， 电势能就会增加 ΔE， 若从 d 点运动至 c 点， 电势能就会减少 ΔE，那么此空间存在的静电场可能是( )．
WAB＝qUAB qEd . UAB＝Ed
2．由 F＝qE，WAB＝Fd＝ 3．对比两种计算结果，得
.
4．公式 UAB＝Ed 的适用条件是：E 是 匀强电场的场强 ，d 是沿 电场线 方向的距离．
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二、电场线与等势面的关系 1．电场线跟等势面
垂直
解析
本题的关键是理解匀强电场中场强与电势差的关系，
U 公式 E＝ d 中，d 是沿场强方向上两点的距离，由此很容易判断出 A 错、D 错，B 正确．场强的方向是电势降低“最快的”方向， 电场降低的方向不一定是场强方向，故 C 项错误．
答案 B
借题发挥
U 正确理解公式 U＝Ed 或 E＝ d 各量的物理含义，
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2．U＝Ed的两个推论 (1)在匀强电场中，沿任意一个方向，电势下降都是均匀的， 故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等．如果把某两点间 1 的距离分为n段，则每段两端点的电势差等于原电势差的n.
(2)在匀强电场中，相互平行且相等的线段两端点的电势差相 等．
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(1)匀强电场场强多大？方向如何？ (2)A、B 两点间的电势差多大？若 B 点电势为 1 V，A 点电势 为多少？
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(2)由图乙知 F＝ qE2＋mg2＝ 2mg(因为 qE＝mg)，由动
2 mv2 2v0 1 2 0 能定理－F·max＝0－ mv0，所以 xmax＝ x ＝ . 2 4g 2 2mg
答案
(1)正电荷
2v2 mgd 0 (2) U 4g
借题发挥
答案 B
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U 用 U＝Ed 或 E＝ d 定性分析非匀强 电场中的场强与电势差的关系
2．A、B 是一条直电场线上的两点，相距为 d(如图 1－5－9 所示)，设 A 点电场强度为 EA，则( )．
图 1－5－9
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图 1－5－8
A．Ea＞Eb＞Ec C．φa－φb＝φb－φc
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B．φa＞φb＞φc D．Ea＝Eb＝Ec
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解析
由“沿着电场线的方向，电势越来越低”知：φa＞φb
＞φc，断定选项 B 对；因这一电场线不能肯定就是匀强电场中的 电场线，故选项 C、D 不能断定是否正确；这一电场线也不能断 定就是正点电荷形成的电场中的一条电场线，故选项 A 不能断定 是否正确．正确答案为选项 B.
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UAB 特别提醒 (1)在应用 E＝ 计算时，要特别注意 dAB 为顺着 dAB 电场线方向的距离． (2)根据 UAB＝EdAB 可以得出结论： 匀强电场中 UAB 电势差与 d 成正比，但不能由 E＝ 而说 E 与 dAB 成反比. dAB
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A．A 点电场强度一定大于 B 点电场强度 B．A 点电势一定高于 B 点电势 C．B 点电势一定高于 A 点电势 D．A、B 两点间的电势差一定等于 EAd 解析 只有一根电场线，无法判断 A、B 两点哪一处的电场 线较密，故无法判断 A、B 两点电场强度的大小，但由于沿电场 线的方向电势降低，故 A 点电势一定高于 B 点电势．由于该电场 不一定是匀强电场，故电势差不一定是 EAd.
－14
N，所带的电荷量是 3.2×10
－19
C，则下面判
)．
图 1－5－7
A．φA＞φB，UAB＝100 V C．φA＜φB，UBA＝500 V
B．φA＞φB，UAB＝750 V D．φA＜φB，UBA＝1 000 V
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解析
由于油滴静止，则油滴所受电场力与重力等大反向，
特别是 d 的物理意义，是分析场强与电势差关系的关键．