新课标教科版3-3选修三1

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介绍3-3物理选修3-1到3-5教材介绍[全套]-新人教人教版

选修3-3第七章分子运动论章首语：……古希腊学者德谟克列特认为这是由于花的原子飘到了人们的鼻子里。

他认为“只有原子和虚空是真实的。

”古人的原子论只是属于思辨的范畴，无法得到实验验证。

随着……渗透科学方法的教育。

中国古代的学者……第1节物体是由大量分子组成的P2实验：用油膜法估测分子的大小分成了三个小问题，效果就不一样：1. 怎样估算油酸分子的大小？……2. 如何获得很小的1滴油酸？怎样测量它的体积？……3. 如何测量油膜的面积？……这样……就可以算出油酸分子的尺寸。

提出问题有助于鼓励学生独立思考，思维有条理，搭台阶。

第2节分子的热运动P7布朗运动的解释：统计起伏。

不必讲给学生提这个术语，但可举例。

P7说一说：图7.2-5是法国物理学家佩兰（J. B. Perrin）在1908年研究布朗运动时对三个运动微粒位臵变化的真实记录。

根据这个实验事实，你能不能否定布朗运动是由外界因素（例如振动、对流等）引起的说法？题，有人做出了猜想与假设，需要学生进行分析和论证（最终要否定）。

不一定相同的答案，有道理就行。

第3节分子间的作用力与原来的教材相比，内容相同，但台阶很细：请在图7.3-2中作出一个分子所受另一个分子的斥力与引力的合力随分子间距离r变化的图象。

例如，当r＝OP时，这个分子所受斥力的大小可以用线段PC的长度表示，所受引力的大小用PD的长度表示。

从C向下作CQ＝PD，于是线段PQ的长度就代表了合力F的大小：F＝F斥－F引。

分子间的作用力与距离的关系再作出r取其他大约10个值时代表合力的点，连成平滑曲线。

这条曲线将在第5节用到，因此作图时要尽可能准确。

讨论这条曲线的含义。

第4节温度和温标本节思路系统、状态参量↓平衡态（指一个系统的状态）（各宏观部分之间没有能流、粒子流――力学、热学、化学）↓热平衡（指两个系统间的关系）（状态参量不变）↓共同的某个热学物理量――称为温度（气体共同的力学量――压强、导体共同的电学量――电势……）“平衡态”、“热平衡”、“温度”都不追求严格的定义P13热力学温标只要求会换算：T = t +273.15 K国家标准：表示温度差时“K”与“℃”通用第5节内能P16图7.5-1的目的：原来习惯于通过力了解运动趋势还要习惯于通过势能了解运动趋势思考与讨论假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为零。

2024-2025学年高中物理第2章4电源的电动势和内阻闭合电路欧姆定律教案教科版选修3-1

-讲解知识点：详细讲解电源的电动势和内阻、闭合电路欧姆定律等知识点，结合实例帮助学生理解。
-组织课堂活动：设计小组讨论、角色扮演、实验等活动，让学生在实践中掌握相关技能。
-解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，进行及时解答和指导。
学生活动：
-听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。
-参与课堂活动：积极参与小组讨论、角色扮演、实验等活动，体验电源的电动势和内阻、闭合电路欧姆定律的应用。
1.理解电动势的定义和物理意义，培养科学思维和概念理解能力。
2.掌握电源内阻对电路的影响，提高问题解决能力。
3.运用闭合电路欧姆定律分析电路中的电流、电压和电阻关系，锻炼实验探究和问题解决能力。
4.计算并分析电源的效率，培养实验操作和数据分析能力。
学习者分析
1.学生已经掌握了哪些相关知识：在学习本节课之前，学生应该已经掌握了以下知识点：电阻、电流、电压的基本概念；电路的基本连接方式；欧姆定律及其应用。这些知识为本节课的学习提供了基础。
【解析】首先，计算电流I =电动势E /总电阻R = 9V / (3Ω + 0.5Ω)。然后，计算灯泡两端的电压U_灯泡= I *灯泡电阻R_灯泡= I * 3Ω。最后，根据灯泡的亮度与电压的关系，电压越高，灯泡越亮。
教学反思
本节课的教学内容是关于电源的电动势和内阻以及闭合电路欧姆定律。通过本节课的教学，我深刻反思了自己的教学方法和策略，以下是我的几点思考：
（4）小组讨论法：在课堂上，我将组织学生进行小组讨论，鼓励学生发表自己的观点，培养学生的合作交流能力。
2.设计具体的教学活动
（1）导入新课：以一个有趣的实验现象引入新课，激发学生的学习兴趣，引发学生的思考。
（2）知识讲授：运用PPT展示电动势、电源内阻、闭合电路欧姆定律等概念和理论，结合生动的实例进行讲解，帮助学生理解和掌握。

教科版物理选修3-3全册精品课件第一章 1

特别提醒 (1)任何物质在任何状态下阿伏伽德罗常量
相同；
(2)在标准状况下,1 mol气体的体积为22.4 L;
(3)气体分子的体积与它所占的空间体积是不
同的，显然后者远大于前者．
例
已知水的摩尔质量
MA＝18×10－3 kg/mol，1 mol水中含有
6.0×1023个水分子，试估算水分子的质量和
要点探究·讲练互动
要点阿伏伽德罗常量NA的应用
1.阿伏伽德罗常量阿伏伽德罗常量是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁．
在此所指的微观物理量为：分子体积V0、分
子的直径d、分子的质量m0等．
宏观物理量为：物体的体积V、摩尔体积 Vmol、物体的质量m、摩尔质量M、物质的密
度ρ等．
2.阿伏伽德罗常量的应用 M ρ Vmol (1)计算分子的质量： m0＝＝ . NA NA Vmol M (2)计算分子的体积： V0＝＝ . NA ρ NA
进而还可以估算分子的直径(线度)d.在固体和液体分子大小的估算中通常将分子看做是一
个紧挨一个的小球(或小立方体)，每个分子
的体积也就是每个分子所占据的空间，虽然采用正方体模型和球形模型计算出分子直径的数量级是相同的，但考虑到误差因素，采用球形模型更准确一些．
3 6V 4 d 3 0 由 V0＝ π 2 得 d＝ . 3 π (3)计算物质所含的分子数： ρ V m N＝ NA＝ N 或 M M A V m N＝ N ＝ N . Vmol A ρ Vmol A
直径．
【精讲精析】水分子的质量为
3 MA 18×10 － 26 m0＝＝ kg ＝ 3.0 × 10 kg NA 6.0×1023
－
由水的摩尔质量 MA 和密度 ρ，可得水的摩尔 MA 体积，即 VA＝ ρ 把水分子看做是一个挨一个紧密地排列的小球，1 个水分子的体积为：

焦耳定律电路中的能量转化教案(教科版选修31)

6焦耳定律电路中的能量转化(教师用书独具)●课标要求1．知道焦耳定律．2．了解焦耳定律在生活和生产中的应用．●课标解读1．了解用电器的作用是把电能转化为其他形式的能．2．理解电功、电功率的概念、公式、物理意义．了解实际功率和额定功率．3．理解焦耳定律，会根据焦耳定律计算用电器产生的电热．了解电功和电热的关系．了解公式Q＝I2Rt(P＝I2R)、Q＝U2t/R(P＝U2/R)的适用条件．4．知道非纯电阻电路中电能与其他形式能的转化关系，电功大于电热．能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题．●教学地位本节知识是本章的重点，也是难点，其中电路中的功率问题分析也是高考命题的热点．(教师用书独具)●新课导入建议日常生活中，我们经常要用到各种家用电器，例如用电熨斗熨衣服、用电热器烧水、取暖、用电风扇乘凉等．那么电热器烧水时是电能转化为哪种形式的能？电风扇乘凉时又是电能转化为哪种形式的能？能量转化过程中又有什么规律呢？带着这些问题，进入今天的学习．●教学流程设计课前预习安排：1．看教材2.填写【课前自主导学】(同学之间可进行讨论)步骤1：导入新课，本节教学地位分析步骤2：老师提问，检查预习效果(可多提问几个学生)步骤3：师生互动完成“探究1”互动方式(除例1外可再变换命题角度，补充一个例题以拓展学生思路)步骤7：师生互动完成“探究3”(方式同完成“探究1”相同)步骤6：师生互动完成“探究2”(方式同完成“探究1”相同)步骤5：让学生完成【迁移应用】检查完成情况并点评步骤4：教师通过例题讲解电功能和电热的区别步骤8：完成“探究4”(重在讲解规律方法技巧)步骤9：指导学生完成【当堂双基达标】，验证学习情况步骤10：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课后知能检测】电功电功率1.(1)电功①概念：电场力移动电荷所做的功． ②公式：W ＝qU ＝UIt . ③单位：焦耳，符号J. (2)电功率①物理意义：表示电流做功快慢的物理量． ②定义：电流所做的功与做这些功所用时间的比值． ③公式：P ＝Wt ＝IU .④单位：瓦特，符号W. 2．思考判断(1)功率是1千瓦的空调正常工作一小时所消耗的电功是1 J ．(×)(2)电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能．(√)(3)用电器的电功率越大，电流做功越多．(×) 3．探究交流注意一下家里用电器的铭牌，如果电视机的铭牌上写着“100 W”，计算一下，电视机多长时间能用一度电？【提示】根据电功与电功率的关系可以计算，电视机10个小时会用掉一度电.焦耳定律热功率 1.(1)焦耳定律①内容：电流通过电阻产生的热量跟电流的二次方成正比，跟电阻值成正比，跟通电时间成正比．②公式：Q ＝I 2Rt . ③单位：J.④应用：工业上的电烙铁电烤箱等；生活中的电暖气、电炉、电熨斗、电饭锅等． (2)热功率①概念：电阻通电所产生的热量与产生这些热量所用时间的比值．②公式：P 热＝Qt ＝I 2R .2．思考判断(1)电流的热效应实质上是电能通过电流做功转化为内能．(√)(2)根据电功的公式和欧姆定律可以推导出电热的公式，因此电功和电热是完全相同的．(×)(3)在非纯电阻的电路中UI ＜I 2R .(×) 3．探究交流为什么说欧姆定律只适用于纯电阻电路？在非纯电阻电路中U 、I 、R 三者之间又有怎样的关系呢？【提示】这是因为在纯电阻电路中，通过电流做功电能被全部转化成了内能，即此时电功等于电热，也就是UIt ＝I 2R t ，可见此时欧姆定律I ＝UR 成立；而在非纯电阻电路中电功大于电热，即UIt ＞I 2Rt ，所以此时U 、I 、R 三者之间的关系为U ＞IR (I ＜UR).电路中的能量转化1.(1)内电路中的能量转化①电源：通过各种作用，将其他形式的能转化为电能，转化功率P ＝IE . ②内阻：通过电流做功将一部分电能转化为内阻的内能，即P 内＝I 2r .(2)外电路上的能量转化：通过电流做功将电源输出的电能转化为其他形式的能，即P 外＝UI .(3)两者之间的关系：由能量守恒定律可知P ＝P 内＋P 外，即EI ＝I 2r ＋UI ，进一步化简可得E ＝U ＋Ir ，可见闭合电路欧姆定律实质上是能量守恒定律在闭合电路中的具体表现．2．思考判断(1)电动机是非纯电阻用电器，所以在任何情况下，都不能将电能全部转化为内能．(×) (2)在使用电源时，绝对不可以让电源短路，以免造成电源的损坏，甚至引起火灾．(√)3．探究交流同学们想一下，以下几个组合在纯电阻电路和非纯电阻电路中分别表示什么意义？ (1)qU (2)UIt(3)I 2Rt(4)U 2Rt 【提示】在纯电阻电路中以上几个公式既可以求电功，也可以求电热，即此时W ＝Q ＝qU ＝UIt ＝I 2Rt ＝U 2R t .而在非纯电阻电路中求电功只能用(1)(2)，求电热只能用(3)，U 2Rt 既不能求电功也不能求电热.电功和电热的区别1．电动机和电炉分别接入电路中，都能用欧姆定律计算电流吗？ 2．电冰箱工作时，电能全部转化为内能吗？ 3．电功和电热在什么情况下是相等的？ 1．两种电路的比较两种电路较内容纯电阻电路非纯电阻电路元件特点电路中只有电阻元件，只能把电能转化为内能除电阻外还包括能把电能转化为其他形式能的用器欧姆定律服从欧姆定律I ＝UR不服从欧姆定律：U >IR 或I <UR能量转化电流做功电能全部转化为电热电流做功电能除转化为内能外还要转化为其他形的能元件举例电阻、电炉丝、白炽灯等电动机、电解槽等W ＝UIt ――→纯电阻电路全部转化为Q ＝I 2Rt公式关系―→UIt ＝I 2Rt 或UI ＝I 2R U ＝IR扩展关系―→UIt ＝I 2Rt ＝U 2R ·t 或UI ＝I 2R ＝U 2RW ＝UIt ――→非纯电阻电路转化为Q ＝I 2Rt 其他形式的能公式关系―→UIt >I 2Rt U >IR 或UI >I 2R不管是纯电阻电路还是非纯电阻电路，计算电功时都用W ＝UIt ，功率都用P ＝UI ，热量都用Q ＝I 2Rt ，热功率都用P ＝I 2R ，若用变形式时，就要考虑是否是纯电阻电路．如图2－6－1所示，为电动机提升重物的装置，电动机线圈电阻为r＝1 Ω，电动机的输入电压为U ＝5 V ，电路中的电流为I ＝1 A ，物体A 重20 N ，不计摩擦力，求：图2－6－1(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？ (2)电动机输入功率和输出功率各是多少？ (3)10 s 内，可以把重物A 匀速提升多高？ (4)这台电动机的机械效率是多少？【导析】电流经过电动机，一部分电能转化为内能，Q ＝I 2Rt ；一部分电能转化为机械能，E 机＝mgh .【解析】 (1)根据焦耳定律，热功率为： P Q ＝I 2r ＝12×1 W ＝1 W.(2)输入功率等于输入电流与电动机两端电压的乘积 P 入＝IU ＝1×5 W ＝5 W输出功率等于输入功率减去发热消耗的功率 P 出＝P 入－P Q ＝5 W －1 W ＝4 W.(3)电动机输出的功率用来提升重物转化为机械功率，在10 s 内P 出t ＝mgh ，解得 h ＝P 出t /mg ＝4×1020 m ＝2 m.(4)机械效率η＝P 出/P 入＝80%.【答案】 (1)1 W (2)5 W 4 W (3)2 m (4)80%电动机电路的分析与计算并不是所有含有电动机的电路都是非纯电阻电路，要注意区分电动机正常工作和被卡住两种情况．1．当电动机正常工作时，要注意分清电功和电热的关系，电动机消耗的电能也就是电流做的功W＝UIt，电动机产生的内能必须用Q＝I2Rt来求，另外，还要注意能量守恒定律的应用即W＝Q＋E(E为其他形式的能)或P入＝P机＋P热，其中，P入＝UI，P热＝I2R，P机为机械功率．2．当电动机被卡住时，电动机消耗的电能全部转化为电动机产生的内能，W＝Q，即UIt＝I2Rt.1．电动玩具汽车的直流电动机电阻一定，当加上0.3 V电压时，通过的电流为0.3 A，此时电动机没有转动．当加上3 V电压时，电流为1 A，这时候电动机正常工作，求电动机正常工作时，产生的机械功率和发热功率．【解析】当加上0.3 V电压时电动机不转动，它消耗的电能全部用来发热，此时的电动机可以看做纯电阻，可以用欧姆定律计算它的电阻R＝U1/I1＝0.3/0.3 Ω＝1 Ω当加上3 V电压时，电流为1 A，显然不符合欧姆定律，消耗的电能一部分发热，一部分转化为机械能，此时电路为非纯电阻电路．消耗的电功率为：P＝IU＝3 W发热功率P热＝I2R＝1 W根据能量关系，产生的机械功率为：P机＝P－P热＝2 W.【答案】 2 W 1 W串、并联电路中电功率的分析与计算1．串联电路中阻值越大的电阻消耗的功率越大吗？并联电路中阻值越小的电阻消耗的功率越小吗？2．“220 V40 W”与“220 V60 W”的两盏灯接在电压为220 V的电路中，如何连接才能使两盏灯都正常发光？电路中消耗的总功率与两盏灯各自消耗的功率有什么关系呢？1．串联电路功率关系⎩⎪⎨⎪⎧各部分电路电流I 相同，根据P ＝I 2R ，各电阻上的电功率与电阻成正比总功率P 总＝UI ＝(U 1＋U 2＋…＋U n)I＝P 1＋P 2＋…＋Pn2．并联电路功率关系⎩⎪⎨⎪⎧各支路电压相同，根据P ＝U 2R，各支路电阻上的电功率与电阻成反比总功率P 总＝UI ＝U (I 1＋I 2＋…＋I n)＝P 1＋P 2＋…＋Pn3．结论无论是串联电路还是并联电路，电路消耗的总功率均等于各电阻消耗的功率之和．1．求解串、并联电路中的功率分配问题，比例法求解会使问题简化，但一定要确定是正比还是反比关系．2．当分析用电器的功率问题时，一定要注意用电器的安全，即不要超过用电器的额定电压、额定电流．给定两只标有“110 V 40 W ”的灯泡L 1和标有“110 V 100 W ”的灯泡L 2及一只最大阻值为500 Ω的滑动变阻器R ，将它们接在220 V 的电路中，在如图所示的几种接法中，最合理的是( )A BC D【解析】 L 1(110 V 40 W)和L 2(110 V 100 W)的额定电压相同，由P ＝U 2R 可知R 1>R 2，由串、并联电路电流、电压特点可知A 、D 中L 1、L 2一定不会同时正常发光，虽然B 、C 能使L 1、L 2同时正常发光，但B 中P 总＝2(P 1＋P 2)，C 中P 总＝2P 2，故C 正确．【答案】 C最合理的电灯电路的分析判断方法最合理的电灯电路就是能使灯泡正常发光且电路消耗功率最小，解答此类问题的思路分两步：1．先分清哪个电路的灯泡能够正常发光，可以从电流、电压、电功率中任选一个量达到其额定值，其他两个也达到额定值的方面分析．2．确定了正常发光后，再比较哪一个电路的实际功率小，可以用定量计算的方法比较哪个电路的总电流小，也可以用定性分析的方法．2．如图2－6－2所示电路中，R 1、R 2都是“4 W 、100 Ω”的电阻，R 3是“1 W 、100 Ω”的电阻，则A 、B 间允许消耗的最大功率是( )图2－6－2A ．1.5 WB ．9 WC ．8 W D.98W【解析】由P ＝U 2R得：U 1＝U 2＝P 1R 1＝20 VU 3＝P 3R 3＝10 V ，故AB 间所加电压最大值为U 3＝10 V ，P 3＝1 W ，P ′2＝P ′3＝(U 32)2R 1＝0.25 WP 总＝P 3＋P ′1＋P ′2＝1.5 W ，A 正确．【答案】 A闭合电路中的功率和效率1．外电路的电阻越大，电源的输出功率越大吗？ 2．电源的输出功率越大，电源的效率越高吗？ 3．外电路的电阻越大，电源的总功率越大吗？ 1．各部分功率关系分析由EIt ＝I 2Rt ＋I 2rt 知 EI ＝I 2R ＋I 2r ⎩⎪⎨⎪⎧P 电源＝EI P 外＝I 2RP 内＝I 2r2．输出功率随外电阻R 的变化规律(1)电源的输出功率：P 出＝UI ＝PE 2(R ＋r )2＝E 2(R －r )2R＋4r (外电路为纯电阻电路)图2－6－3(2)P 输出－R 图像：以纵轴表示输出功率，以横轴表示外电阻，建立坐标系，则P 出随外电阻R 变化的图像如图2－6－3所示．(3)几个结论①当R ＝r 时，电源的输出功率最大P m ＝E 24r .②当R <r 时，随R 的增大输出功率越来越大． ③当R >r 时，随R 的增大输出功率越来越小．④当P 输出<P m 时，每个输出功率对应两个可能的外电阻R 1、R 2，且R 1·R 2＝r 2. 3．闭合电路上功率分配关系 P ＝P 输出＋P 内，即EI ＝UI ＋I 2r .闭合电路上功率分配关系，反映了闭合电路中能量的转化和守恒，即电源提供的电能，一部分消耗在内阻上，其余部分输出给外电路，并在外电路上转化为其他形式的能，能量守恒的表达式为：EIt ＝UIt ＋I 2rt (普遍适用)；EIt ＝I 2Rt ＋I 2rt (只适用于外电路为纯电阻的电路)． 4．电源的效率图2－6－4(1)定义：输出功率跟电路消耗的总功率的比值，即η＝UI EI ＝U E.(2)如果外电路为纯电阻电路，则η＝U E ＝IR I (R ＋r )＝R R ＋r ＝11＋rR，所以外电路电阻越大，电源效率越高，其η－R 图像如图2－6－4所示．(3)当电源输出功率最大时，R ＝r ，η＝50 %.对某电源来说，外电路电阻越大，路端电压越大，电源效率越高，但电源输出功率不一定也越大，只有外电路电阻越接近于内电阻值，输出功率才越大．电路图如图2－6－5甲所示，乙中图线是电路中的电源的路端电压随电流变化的关系图像，滑动变阻器的最大阻值为15 Ω，定值电阻R 0＝3 Ω.甲乙图2－6－5(1)当R 为何值时，R 0消耗的功率最大，最大值为多少？ (2)当R 为何值时，电源的输出功率最大，最大值为多少？【审题指导】解答本题时应注意以下两点： (1)U －I 图线的纵轴不从0开始．(2)区别定值电阻R 0和总外阻的功率极值规律．【解析】 (1)由题图乙知电源的电动势和内阻为：E ＝20 V ，r ＝|ΔU ΔI |＝152 Ω＝7.5 Ω由题图甲分析知道，当R ＝0时，R 0消耗的功率最大，最大为P ＝(E R 0＋r )2R 0＝(203＋7.5)2×3W＝10.9 W(2)当r＝R＋R0时，即R＝4.5 Ω时，电源的输出功率最大，最大值为：P＝(ER0＋R＋r)2(R0＋R)＝(203＋4.5＋7.5)2(3＋4.5) W＝13.3 W【答案】(1)010.9 W(2)4.5 Ω13.3 W电源输出功率最大值的求解方法在解答最大功率问题时，理解好功率最大的条件是关键，若求解部分电阻不变时，只要满足电流最大则功率就最大；若求解部分电阻改变时，需要计算出功率的表达形式，利用数学知识求极值．3．(2012·山东师大附中月考)如图2－6－6所示，直线A为电源的路端电压与总电流关系的图线，直线B为电阻R两端电压与通过该电阻电流关系的图线，用该电源和该电阻组成闭合电路时，电源的输出功率和效率分别是()图2－6－6A ．2瓦，66.7 %B ．2瓦，33.3 %C ．4瓦，33.3 %D ．4瓦，66.7 %【解析】由图可知，E ＝3 V ，r ＝1 Ω， R ＝2 Ω，故可得：P 出＝(E R ＋r )2·R＝(32＋1)2·2 W ＝2 W ，η＝R R ＋r＝66.7 %，故A 正确．【答案】 A综合解题方略——巧用伏安特性曲线解电功与电热问题两盏额定电压为220 V 的白炽灯L 1和L 2的U －I 特性曲线如图2－6－7所示，L 2的额定功率约为________W ．现将L 1和L 2串联后接在220 V 的电源上，电源的内阻忽略不计，此时L 2的实际功率约为________W.图2－6－7【规范解答】本题考查的是U －I 曲线及额定功率和实际功率，关键是根据U －I 曲线找出额定电流和实际电流．从U －I 伏安特性曲线可知，当L 2达到额定电压220 V 时，通过L 2的电流为0.45 A ，所以额定功率P 2＝U 2I 2＝220 V ×0.45 A ＝99 W ．如果把L 1与L 2串联接在220 V 的电源上，I 1′＝I 2′且I 1′(R 1′＋R 2′)＝220 V ，即U 1′＋U 2′＝220 V ，从图像上可知，U1′≈150 V，U2′≈70 V，I1′＝I2′≈0.25 A，灯L2的实际功率P2′≈70 V×0.25 A＝17.5 W.【答案】9917.51．本题中，灯泡的电阻在不同的电压下是不同的，所以不能用固定的电阻值来计算，这是易错点，也是难点．2．此类题目要注意从图像中获取信息，怎样将这些信息与所求量的公式联系起来，灵活求解，这需要具有较高的读图、识图能力．【备课资源】(教师用书独具)电能表电能表是测量电能的专用仪表，通常也称为电度表，它把电功率对时间累积起来计算．可检测出一段时间内发电量或用电量的多少，在工农业生产和日常生活中使用极为广泛．国产电度表的型号由字母和数字组成．其意义如下：第一个字母D—电度表，第二个字母D—单相，S—三相，T—三相四线，X—无功，B—标准表，Z—最大需量，J—直流．型号中字母后的数字代表该产品的设计定型的序号．例如，DD28表示设计定型序号为28的单相电度表．1．关于电功的说法中，错误的是()A．导体内电场力移送电荷所做的功叫做电功B．电流做功的过程，就是电能转化为其他形式的能的过程C．电流做功消耗的能量由电源供给D．电功就是电能【解析】本题考查电场力做功，根据电场力做功的定义及特点，可以判断A、B、C 均正确．电功是电能转化为其他形式的能的量度，功和能量是不同的概念，D错误．【答案】 D2．(2012·浙江高考)功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当．根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有2只60 W的白炽灯，均用10 W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近() A．8×108 KW·h B．8×1010 KW·hC．8×1011 KW·h D．8×1013 KW·h 【解析】将白炽灯换为LED灯后，每个灯节能50 W，假设灯一天工作5 h，一年365天，全国家庭数记为4×108，则全国每年节能为ΔE＝ΔPt＝2×50×10－3×5×365×4×108 KW·h＝7.3×1010 KW·h，B项最接近．【答案】 B3．(2013·长沙高二检测)R1和R2分别标有“2 Ω 1.0 A”和“4 Ω0.5 A”，将它们串联后接入电路中，如图2－6－8所示，则此电路中允许消耗的最大功率为()图2－6－8A．1.5 W B．3.0 W C．5.0 W D．6.0 W【解析】R1和R2串联后的总电阻为R＝R1＋R2＝6 Ω，电路中的电流不能超过R2的额定电流，即0.5 A．根据P＝IU和I＝U得P＝I2R＝1.5 W，故A正确．R【答案】 A4．电动势为E、内阻为r的电池与固定电阻R0、变阻器R串联，如图2－6－9所示，设R0＝r，R ab＝2r，当变阻器的滑片自a端向b端滑动时，下列各物理量中随之减小的是()图2－6－9A．电池的输出功率B．变阻器消耗的功率C．固定电阻R0消耗的功率D．电池内阻消耗的功率【解析】滑片自a向b滑动，R减小，R总减小，故总电流I变大，所以固定电阻R0消耗功率及电池内阻消耗的功率均增大，故C、D错；滑动过程中，R外由3r减为r，始终大于内阻r，由P输出与R外关系图像可知，电池输出功率逐渐增大，故A错．将R0等效为内阻一部分，则总内阻为2r，在R由2r减小到0的过程中，等效电源输出功率即变阻器消耗的功率逐渐减小，故B正确．【答案】 B5．(2013·泸州高二检测)在如图2－6－10所示的电路中，定值电阻的阻值为10 Ω，电动机M的线圈电阻值为2 Ω，a、b两端加有44 V的恒定电压，理想电压表的示数为24 V，由此可知()图2－6－10A．通过电动机的电流为12 AB．电动机消耗的功率为48 WC ．电动机线圈在1分钟内产生的热量为480 JD ．电动机输出的功率为8 W【解析】根据串联电路的特点，定值电阻两端的电压为20 V ，根据I ＝UR ，通过电阻的电流I ＝2 A ，通过电动机的电流也是2 A ，A 错误．根据P ＝UI ，电动机消耗的功率为48 W ，B 正确．根据Q ＝I 2Rt ，线圈1分钟产生的热量为480 J ，C 正确．电动机输出功率P 出＝P －P 热＝UI －I 2R ，则P 出＝40 W ．D 错误．【答案】 BC1．电功率的计算公式P ＝U 2R 中，U 是加在用电器两端的电压，R 是用电器的电阻，此式可用于( )A ．计算电冰箱的功率B ．计算电风扇的功率C ．计算电烙铁的功率D ．计算洗衣机的功率【解析】公式P ＝U 2R 是根据功率公式和欧姆定律推导出来的，只能用在纯电阻电路中，故C 正确，A 、B 、D 错误．【答案】 C2．用电器两端电压为220 V ，这意味着( ) A ．1 A 电流通过用电器时，消耗的电能为220 J B ．1 C 正电荷通过用电器时，产生220 J 的热量 C ．1 A 电流通过用电器时，电流的发热功率为220 W D ．1 C 正电荷从电势高端移到电势低端时，电场力做功220 J【解析】根据电场力做功和电流做功的公式W ＝Uq 和W ＝UIt 可以看出A 错，D 对；因为用电器不一定是纯电阻电路，即不一定把电能全部转化为内能，故B 、C 选项错．【答案】 D3．一台国产封闭型贮水式电热水器的铭牌上所列的主要技术参数如下表所示．根据表中所提供的数据，计算出此电热水器在额定电压下处于加热状态时，通过电热水器的电流约为( )额定容量 54 L 最高水温 75 ℃ 额定功率 1 500 W 额定压力 0.7 MPa 额定电压220 V电器类别Ⅰ类A.6.8 A B ．0.15 AC ．4.4 AD ．0.23 A【解析】由P ＝UI 可知，该电热水器在额定电压下处于加热状态时的电流为：I ＝P U＝1 500220A ≈6.8 A ，故选项A 正确．【答案】 A4.图2－6－11(2012·全国高考)一台电风扇的额定电压为交流220 V ．在其正常工作过程中，用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I 随时间t 的变化如图2－6－11所示．这段时间内电风扇的用电量为( )A ．3.9×10－2度 B ．5.5×10－2度 C ．7.8×10－2度D ．11.0×10－2度【解析】这里“电量”指的是电风扇消耗的电能，应该用有效值计算，而图中正好为有效值的变化图线，由E 电＝UIt 分段求和，E 电＝U 1I 1t 1＋U 2I 2t 2＋U 3I 3t 3，正常工作时电压均为220 V ，代入数据换算单位后得E 电＝5.5×10－2度．【答案】 B5．加在某电动机上的电压是U (V)，电动机消耗的电功率为P (W)，电动机线圈的电阻为r (Ω)，则电动机线圈上消耗的电热功率为( ) A ．P B.U 2r C.P 2r U 2 D ．P －P 2r U2 【解析】本题考查电功率、功率的区别与公式的正确使用．因为P ＝IU ，I ＝P U，所以P 热＝(P U)2r ，故C 正确．【答案】 C6．把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上，若要产生相等的热量，则两种方法所需的时间之比t 串∶t 并为( )A．1∶1 B．2∶1 C．4∶1 D．1∶4【解析】串联后电阻为R1＝2r，产生的热量为Q1＝U2R1t串＝U22r t串；并联后电阻为R2＝r 2，产生的热量为Q2＝U2R2t并＝U2r2t并，若要Q1＝Q2，则有t串∶t并＝4∶1.【答案】 C7．把六个相同的小灯泡接成如图2－6－12甲、乙所示的电路，调节变阻器使小灯泡正常发光，甲、乙两电路所消耗的功率分别用P甲和P乙表示，则下列结论中正确的是()甲乙图2－6－12A．P甲＝P乙B．P甲＝3P乙C．P乙＝3P甲D．P乙＞3P甲【解析】因为甲、乙电路中六个相同的小灯泡都能正常发光，所以有I甲＝3I乙，又由P＝UI得P甲＝3P乙，故B正确．【答案】 B8．下面列出了不同品牌的电视机、电风扇、空调机和电冰箱铭牌上的主要项目，试判断正常工作时，其中功率最大的是()54 cm彩色电视机工作电压170 V～240 V工作频率50 Hz额定功率85 W BC－65B电冰箱额定电压220 V工作频率50 Hz额定功率70 W耗电量0.50 kW·h/24 hA BFS－69电风扇规格400 mm额定电压220 V工作频率50 Hz额定功率65 W KFR－33GW空调机额定电压220 V工作频率50 Hz制冷/制热电流6.2 AC D【解析】电视机、电冰箱、电风扇的额定功率分别为85 W、70 W、65 W，而空调机正常工作时功率P＝UI＝1 364 W，故D最大．【答案】 D9．额定电压都是110 V，额定功率P A＝100 W，P B＝40 W的两盏电灯，若接在电压是220 V的电路上，使两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是下列中的()【解析】判断灯泡能否正常发光，就要判断电压是否是额定电压，或电流是否是额定电流．和已知条件可知，R A<R B.对于A电路，由于R A<R B所以U B>110 V，B灯被烧由P＝U2R毁，两灯不能正常发光，对于B电路，由于R B>R A，A灯又并联变阻器，并联电阻更小于R B，所以U B>U并，B灯被烧毁，对于C电路，B灯与变阻器并联电阻可能等于R A，所以可能U A＝U B＝110 V，两灯可以正常发光．对于D电路，若变阻器的有效电阻等于A、B的并联电阻，则U A＝U B＝110 V，两灯可以正常发光．比较C、D两个电路，由于C电路中变阻器功率为(I A－I B)×110 W，而D电路中变阻器功率为(I A＋I B)×110 W，所以C电路中消耗的电功率最小．【答案】 C10.图2－6－13如图2－6－13所示，电阻R1＝20 Ω，电动机线圈的阻值R2＝10 Ω.当开关打开时，电流表的示数是I0＝0.5 A；当开关合上后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I和电路消耗的电功率P应是()A ．I ＝1.5 AB ．I <1.5 AC ．P ＝15 WD ．P <15 W【解析】由题意知，电路两端的电压U ＝R 1I 0＝10 V ，闭合开关后，当电压全部加在电动机的内阻上时，它的电流为1 A ，但只有一部分电压加在电动机内阻上，所以I <1.5 A ，B 正确．同理电动机所消耗的功率也小于10 W ，则电路消耗的电功率P <15 W ，D 正确．【答案】 BD11．一只规格为“220 V 2 000 W ”的电炉，求：(1)它在正常工作时的电阻；(2)若电网电压为200 V ，求电炉的实际功率；(3)在220 V 电压下，如果平均每天使用电炉2 h ，此电炉一个月要消耗多少度电？【解析】 (1)设电炉电阻为R ，由于电炉为纯电阻电路，根据P ＝IU 、I ＝U R得R ＝U 2/P ＝2202/2 000 Ω＝24.2 Ω.(2)当电压为U ′＝200 V 时，电炉的实际功率为P ＝U 2/R ＝2002/24.2 W ＝1 653 W.(3)在220 V 的电压下，一个月耗用电能(按30天计算)W ＝2×2×30 kW·h ＝120 kW·h.【答案】 (1)24.2 Ω (2)1 653 W (3)120度12.图2－6－14在如图2－6－14所示电路中，电源电动势E ＝10 V ，内阻r ＝0.5 Ω，电动机的电阻R 0＝1.0 Ω，电阻R 1＝1.5 Ω.电动机正常工作时，电压表的示数U 1＝3.0 V ，求：(1)电源释放的电功率；(2)电动机消耗的电功率，将电能转化为机械能的功率；(3)电源的输出功率．【解析】 (1)电动机正常工作时，总电流为：I ＝U 1R 1＝3.01.5A ＝2 A ，电源释放的电功率为P 释＝EI ＝10×2 W ＝20 W(2)电动机两端的电压为：U ＝E －Ir －U 1＝(10－2×0.5－3)V ＝6 V电动机消耗的电功率为：P电＝UI＝6×2 W＝12 W电动机消耗的热功率为：P热＝I2R0＝22×1 W＝4W电动机将电能转化为机械能的功率，根据能量守恒为：P机＝P电－P热＝(12－4)W＝8 W(3)电源的输出功率为：P出＝P释－P内＝P释－I2r＝(20－22×0.5) W＝18 W【答案】(1)20 W(2)8 W(3)18 W。

新课标人教版高中物理选修3-1全套精品教案

高中物理选修3-1全册精品教案目录第一章静电场 ................................................................... - 2 -1.1电荷及其守恒定律........................................................ - 2 -1.2库仑定律................................................................ - 5 -1.3.1电场强度.............................................................. - 7 -1.3.2专题：静电平衡....................................................... - 12 -1.4电势能电势........................................................... - 15 -1.5电势差................................................................. - 17 -1.6电势差与电势强度的关系................................................. - 19 -1.7电容器与电容........................................................... - 21 -1.8带电粒子在电场中的运动................................................. - 23 - 第二章、恒定电流 .............................................................. - 26 -2.1、导体中的电场和电流（1课时）.......................................... - 26 -2.2、电动势（1课时）...................................................... - 28 -2.3、欧姆定律（2课时）.................................................... - 30 -2.4、串联电路和并联电路（2课时）.......................................... - 32 -2.5、焦耳定律（1课时）.................................................... - 34 - 第三章磁场 ................................................................... - 37 -3.1 磁现象和磁场（1课时）................................................ - 37 -3.2 、磁感应强度（1课时）................................................ - 39 -3.3 、几种常见的磁场（1.5课时）........................................... - 41 -3.4 、磁场对通电导线的作用力（1.5课时）................................... - 44 -3.5、磁场对运动电荷的作用（1课时）........................................ - 47 -3.6、带电粒子在匀强磁场中的运动（2课时+1练习）............................................................. - 49 -第—章静电场1.1电荷及其守恒定律教学三维目标（—）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。

高中物理教科版选修31课件：第二章第1节欧姆定律

第1节
欧_姆_定_律
1．电荷的定向移动形成电流，电流是标量，但有方向，规定正电荷定向移动的方向为电流方向。
2．欧姆定律的表达式为 I＝UR，此式仅适用于纯电阻电路。
3．电阻反映了导体对电流阻碍作用的大小，其定义式为 R＝UI ，电阻的大小取决于导体本身，与 U 和 I 无关。
4．电学元件的电流 I 随电压 U 变化的关系图线叫元件的伏安特性曲线。
[答案] 见解析
在电解液中，若已知 t 时间内到达阳极的负离子和到达阴
极的正离子的电荷量均为 q，则此时电流 I＝qt ，而非 I＝2tq。因为这段时间内只有q2的正离子和q2的负离子在同时移动。
1．关于电流，下列说法中正确的是
()
A．导体中无电流的原因是其内部自由电荷停止了运动
B．同一个金属导体接在不同的电路中，通过的电流强度往
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/222021/11/222021/11/2211/22/2021
•7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪忍受。他不仅应该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021/11/222021/11/22November 22, 2021
v (3)结论由此可见，从微观上看，电流决定于导体中单位体积内的自由电荷数、自由电荷的电荷量、自由电荷定向移动的速率以及导体的横截面积。
3．三种速率的区别
电子定向移
电子热运
动的速率
动的速率
电流传导的速率
电流是由电构成导体的电子
荷的定向移在不停地做无规
动形成的，则热运动，由于

高中物理《电容器的电容》教案教科版选修3-1

电容器和电容
教材首先讲解了电容的功用，通过介绍电容器的构造及使用，使学生认识电容器有储存电荷的本领，同时介绍了电容的概念、定义式，再讲解电容器的电容与哪些因素有关．整个这一节的内容，是后面学习LC振荡电路的必备知识，是学习交变电路和电子线路的基础，关于电容器的充放电现象和电容概念，是高中物理教学的重点和难点之一，又比较抽象，因此再教学中，可以多增设实验，让学生易于理解和接受，同时培养学生的实验观察能力和科学探究能力。

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。

(共396页)教科版高中物理选修3-1〖全册〗教学案全集

（共19套396页）教科版高中物理选修3-1（全册）教学案全集第1节电荷__电荷守恒定律1．自然界中有两种电荷, 富兰克林把它们命名为正、负电荷：同种电荷相互排斥, 异种电荷相互吸引。

2．使物体带电的方式有三种：摩擦起电、感应起电、接触起电, 这三种起电方式的实质都是电子在物体之间或物体内部的转移。

3．电荷既不会创生, 也不会消灭, 在电荷的转移过程中, 总量保持不变。

4．元电荷e ＝1.6×10－19C, 所有带电体的电荷量都等于e 的整数倍。

5．密立根通过油滴实验确定了电荷量的不连续性, 并测定了元电荷的数值。

一、摩擦起电两种电荷 1．摩擦起电通过摩擦使物体带电的方法。

2．两种电荷及作用(1)两种电荷：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。

(2)作用：同种电荷相互排斥, 异种电荷相互吸引。

3．电荷量(1)定义：电荷的多少, 简称电量。

(2)单位：国际单位制中是库仑, 符号：C 。

常用单位及其换算关系：1 C ＝106 μC ＝109 nC 。

4．原子结构及电性(1)原子⎩⎨⎧电子：带负电原子核⎩⎪⎨⎪⎧质子：带正电中子：不带电(2)原子的电性⎩⎪⎨⎪⎧中性：核外电子数等于质子数正电：失去电子负电：得到电子5．对摩擦起电的微观解释不同物质的原子核对外层电子的束缚和吸引力不同, 两种不同的物质相互摩擦时, 由于摩擦力做功, 使得束缚能力弱的物体失去电子而带正电, 吸引能力强的物质得到电子而带负电。

二、电荷守恒定律 1．元电荷一个电子所带电量的绝对值, 是电荷的最小单元, 记作：e＝1.6×10－19_C。

任何带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍。

2．电荷守恒定律电荷既不能被创造, 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。

也就是说, 在任何自然过程中, 电荷的代数和是守恒的。

三、静电感应与感应起电1．静电感应当带电体靠近不带电的导体时, 由于电荷的相互作用, 使不带电的导体两端出现等量异种电荷的现象。

高中物理《电源的电动势和内阻》教案教科版选修3-1-教科版高中选修3-1物理教案

电源的电动势和内阻一教材分析本节课是高中物理选修3—1的第四章第三节，这节课内容是测量电源的电动势与内阻，电源的特性主要由电动势与内阻来描述，因此测量电动势和内阻对于合理使用电源具有重要的意义，在上一节介绍的测量电源内电压的方法，在许多情况下是不可行的，这一节在它的基础上，从实用的角度向学生提出了新的问题，即怎样简洁的测量电源的电动势与内阻？只有设计合理的实验电路，选择必要的实验器材，科学的处理数据，才能得到满意的结果。

本节课主要介绍了用伏安法测量电源的电动势与内阻的电路以及一种新的处理实验数据的方法——用图象法处理实验数据。

重点是：实验方案的获取与利用图像法处理数据。

难点是如何利用图线得到结论以及实验误差的分析。

本节教学中主要让学生自己根据已经学过的关于闭合电路欧姆定理等相关知识，通过自己的探索，把学过的知识应用于实际，本节内容涉及到的动手实验及用图象法处理数据，这正是学生感兴趣的内容，通过学生自己的探索，不但把学过的知识应用于实际还可以激发他们的创新精神。

二教学目标1知识与技能：使学生掌握利用仪器测量电池电动势和内电阻的方法，并通过设计电路和选择仪器，开阔思路，激发兴趣。

2.过程与方法：学会利用图线处理数据的方法。

3.情感态度与价值观：使学生理解和掌握运用实验手段处理物理问题的基本程序和技能，具备敢于质疑的习惯、严谨某某的态度和不断求索的精神，培养学生观察能力、思维能力和操作能力，提高学生对物理学习的动机和兴趣。

三设计思路测量电源的电动势与内阻其实就是对闭合电路欧姆定理的应用，这节课的安排主要是对闭合电路欧姆定理的应用反馈。

因此，本着巩固和深化所学知识，以及能够把所学过的知识应用于实际的思想，本节内容我设计如下：把全班同学分成八个小组，要求每一个小组在课下利用课余时间查阅资料了解测量电阻的各种方案，看是否可以用于本节内容中，能够设计哪些方案来测量电源的电动势与内阻，并且设计好本组将要应用的测量方案。

教科版物理选修3-3全册精品课件第一章 4

(3)当r＜r0时,合力随距离的增大而减小,当 r＞r0时,合力随距离的增大先增大后减小．
3.分子力模型
如图1－4－3所示，用两个小球中间连有一个弹簧的模型来比喻分子及其间的分子力：
图1－4－3
小球代表分子，弹簧的弹力代表分子斥力和引力的合力．当弹簧处于原长时(r＝r0),象征
着分子力的合力为零;当弹簧压缩时(r<r0)，
4 分子间的相互作用力
目标导航
1.通过实验知道分子间存在着间隙和作用力． 2．结合斥力和引力与距离的关系图像，理解斥力和引力的特点；知道分子力为零时，分子间距离r0的数量级． 3．知道分子动理论的内容．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
新知初探·自学导引
一、分子间存在相互作用力
大量分子能聚集在一起形成固体或液体，说
引力；用力压缩物体，明分子间存在着_______ 物体内要产生反抗压缩的弹力，说明分子间
不能说明分子间既有引力又有斥力，更不能
表示分子位置变化时斥力、引力及合力的复杂变化情况．
例1 (2010· 高考上海卷)分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距
的变化而变化，则(
)
A．分子间引力随分子间距的增大而增大 B．分子间斥力随分子间距的减小而增大
C．分子间相互作用力随分子间距的增大而
增大 D．分子间相互作用力随分子间距的减小而增大
【精讲精析】
引力、斥力均随分子间距的
增大而减小，随分子间距的减小而增大，故
A错，B对．当r＜r0时分子间作用力随分子间距的增大而减小，故C项错．当分子间距由 10r0减小到r0时，分子间作用力先增大，后减小，故D项错．
【答案】
B
【方法总结】

教科版物理选修31电势能电势电势差

例9．如图所示，在正的点电荷Q的电场中有a、b两点，它们到点电荷Q的距离 r1<r2。（l）a、b两点哪点电势高？（2）将一负电荷放在a、b两点，哪点电势能较大？（3）若a、b两点问的电势差为100V，将二价负离子由a点移到 b点是电场力对电荷做功还是电荷克服
电场力做功？做功多少？
例10．如图所示是某电场中的一簇等势面，
功.
例6．如图所示，三条曲线为电场中三个等势面，UB＝0，UA＝20V，UC＝-40V.
(1)求UAB，UDB，UCD；
(2)把电量q＝-2×10-7C的电荷从A移到C电场力做了多少功?再从C到B做多少功?总的做多少功?
(3)把该电荷从A直接移到B电场力做多少功?并与(2)中结果进行比较，说明为什么?
例1．右图中MN为电场中某一条电场线方向向右，在线取两点a、b 今将一电荷＋q 从a移到b则（） A.电场力做正功，＋q的电势能增加； B.电场力做负功，＋q的电势能增加； C.电场力做正功，＋q的电势能减少； D.电场力做负功，＋q的电势能减少。
例2．关于电势差的说法中，正确的是（） A、两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点
（2）沿着电场线方向电势降低。（3）正电荷电场中个点电势均为正；负电荷电场
中个点电势均为负。（4）电势是标量，但有正负（负电势表示比零电
势低）
1．电势
A
WAP q
EPA q
2．电势差与电势的关系
U AB A B
3．电势能与电势的关系
EPA q A
五、电势差（电压）
1、定义：U AB
为什么能呢？
将-q由A移到B的过程，电场
力对电荷做功为：
W电＝ qEd qEl cos

教科版物理选修3-1

第一章静电场第1节电荷及其守恒定律要点一三种起电方式的区别和联系摩擦起电感应起电接触起电产生及条件两不同绝缘体摩擦时导体靠近带电体时带电导体和导体接触时现象两物体带上等量异种电荷导体两端出现等量异种电荷，且电性与原带电体“近异远同”导体上带上与带电体相同电性的电荷原因不同物质的原子核对核外电子的束缚力不同而发生电子转移导体中的自由电子受到带正(负)电物体吸引(排斥)而靠近(远离) 电荷之间的相互排斥实质电荷在物体之间和物体内部的转移要点二接触起电的电荷分配原则两个完全相同的金属球接触后电荷会重新进行分配，如图1－1－2所示．电荷分配的原则是：两个完全相同的金属球带同种电荷接触后平分原来所带电荷量的总和；带异种电荷接触后先中和再平分．图1－1－21.“中性”与“中和”之间有联系吗？“中性”和“中和”是两个完全不同的概念，“中性”是指原子或者物体所带的正电荷和负电荷在数量上相等，对外不显电性，表现为不带电的状态．可见，任何不带电的物体，实际上其中都带有等量的异种电荷；“中和”是指两个带等量异种电荷的物体，相互接触时，由于正负电荷间的吸引作用，电荷发生转移，最后都达到中性状态的一个过程．2．电荷守恒定律的两种表述方式的区别是什么？(1)两种表述：①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．②一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的．(2)区别：第一种表述是对物体带电现象规律的总结，一个原来不带电的物体通过某种方法可以带电，原来带电的物体也可以使它失去电性(电的中和)，但其实质是电荷的转移，电荷的数量并没有减少．第二种表述则更具有广泛性，涵盖了包括近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵守的规律，近代物理实验发现，由一个高能光子可以产生一个正电子和一个负电子，一对正负电子可同时湮灭，转化为光子．在这种情况下，带电粒子总是成对产生或湮灭，电荷的代数和不变，即正负电子的产生和湮灭与电荷守恒定律并不矛盾.一、电荷基本性质的理解【例1】绝缘细线上端固定，图1－1－3下端悬挂一个轻质小球a，a的表面镀有铝膜；在a的近旁有一绝缘金属球b，开始时，a、b都不带电，如图1－1－3所示．现使a、b分别带正、负电，则()A．b将吸引a，吸引后不放开B．b先吸引a，接触后又与a分开C．a、b之间不发生相互作用D．b立即把a排斥开答案 B解析因a带正电，b带负电，异种电荷相互吸引，轻质小球a将向b靠拢并与b接触．若a、b原来所带电荷量不相等，则当a与b接触后，两球先中和一部分原来电荷，然后将净余的电荷重新分配，这样就会带上同种电荷(正电或负电)，由于同种电荷相互排斥，两球将会被排斥开．若a、b原来所带电荷量相等，则a、b接触后完全中和而都不带电，a、b自由分开．二、元电荷的理解【例2】关于元电荷的下列说法中正确的是()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．元电荷的数值通常取作e＝1.6×10－19 CD．电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的答案BCD解析元电荷实际上是指电荷量，数值为1.6×10－19 C，不要误以为元电荷是指某具体的带电物质，如电子．元电荷是电荷量值，没有正负电性的区别．宏观上所有带电体的电荷量一定是元电荷的整数倍．元电荷的具体数值最早是由密立根用油滴实验测得的，测量精度相当高.1.在图1－1－1中的同学的带电方式属于()A．接触起电B．感应起电C．摩擦起电D．以上说法都不对答案 A解析该演示中采用了接触的方法进行带电，属于接触起电．2．当把用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球后，金属箔片张开．此时，金属箔片所带的电荷的带电性质和起电方式是()A．正电荷B．负电荷C．接触起电D．感应起电答案AC解析金属箔片的带电性质和相接触的玻璃棒带电性质是相同的．金属箔片的起电方式为接触起电．3．当把用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近验电器的金属球后，金属箔片张开．此时，金属箔片所带的电荷的带电性质和起电方式是()A．正电荷B．负电荷C．感应起电D．摩擦起电答案AC解析注意该题目和上题的区别．在该题目中，玻璃棒没有接触到金属球，属于感应起电，和玻璃棒靠近的一端(金属球)带电性质和玻璃棒相反，带负电，和玻璃棒相距较远的一端(金属箔片)带电性质和玻璃棒相同，带正电荷．金属箔片的起电方式为感应起电．4．带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的()A．2.4×10－19 C B．－6.4×10－19 CC．－1.6×10－18 C D．4.0×10－17 C答案 A解析任何带电体的电荷量都只能是元电荷电荷量的整数倍，元电荷电荷量为e＝1.6×10－19 C．选项A中电荷量为3/2倍，B中电荷量为4倍，C中电荷量为10倍．D中电荷量为250倍．也就是说B、C、D选项中的电荷量数值均是元电荷的整数倍．所以只有选项A是不可能的.题型一常见的带电方式如图1所示，图1有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时，验电器的金箔张角减小，则()A．金属球A可能不带电B．金属球A可能带负电C．金属球A可能带正电D．金属球A一定带负电思维步步高金属箔片的张角为什么减小？金属箔片上所带电荷的性质和金属球上带电性质有何异同？如果A带正电会怎样？不带电会怎样？带负电会怎样？解析验电器的金箔之所以张开，是因为它们都带有正电荷，而同种电荷相排斥．张开角度的大小决定于它们电荷量的多少．如果A球带负电，靠近验电器的B球时，异种电荷相互吸引，使金箔上的正电荷逐渐“上移”，从而使两金箔夹角减小．如果A球不带电，在靠近B球时，发生静电感应现象使A球电荷发生极性分布，靠近B球的端面出现负的感应电荷，而背向B球的端面出现正的感应电荷．A球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用．因距离的不同而表现为吸引作用，从而使金箔张角减小．答案AB拓展探究如果该题中A带负电，和B接触后张角怎么变化？答案张角变小．题型二电荷守恒定律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Q A＝6.4×10－9 C，Q B＝－3.2×10－9 C，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？思维步步高为什么要求两个小球完全相同？当带异种电荷的带电体接触后会产生什么现象？接触后各个小球的带电性质和带电荷量有何特点？转移的电子个数和电荷量有什么关系？解析在接触过程中，由于B球带负电，其上多余的电子转移到A球，这样中和A球上的一部分电荷直至B球为中性不带电，同时，由于A球上有净余正电荷，B球上的电子会继续转移到A 球，直至两球带上等量的正电荷．在接触过程中，电子由球B 转移到球A .接触后两小球各自的带电荷量：Q A ′＝Q B ′＝Q A ＋Q B 2＝6.4×10－9－3.2×10－92C ＝1.6×10－9 C共转移的电子电荷量为ΔQ ＝－Q B ＋Q B ′＝3.2×10－9 C ＋1.6×10－9 C＝4.8×10－9 C转移的电子数n ＝ΔQ e ＝4.8×10－9 C 1.6×10－19 C＝3.0×1010个答案电子由球B 转移到球A 3.0×1010个拓展探究如果该题中两个电荷的带电性质相同，都为正电荷，其他条件不变，其结论应该是什么？答案电子由球B 转移到球A 1.0×1010个解析接触后带电荷量平分，每个小球的带电荷量为3.2×10－9 C ＋6.4×10－9 C 2＝4.8×10－9 C ，转移的电荷量为1.6×10－9 C ，转移的电子数为1.0×1010个.一、选择题1．有一个质量很小的小球A ，用绝缘细线悬挂着，当用毛皮摩擦过的硬橡胶棒B 靠近它时，看到它们互相吸引，接触后又互相排斥，则下列说法正确的是( )A ．接触前，A 、B 一定带异种电荷B ．接触前，A 、B 可能带异种电荷C ．接触前，A 球一定不带任何电荷D ．接触后，A 球一定带电荷答案 BD2．如图2所示，图2在真空中，把一个绝缘导体向带负电的球P 慢慢靠近．关于绝缘导体两端的电荷，下列说法中正确的是( )A ．两端的感应电荷越来越多B ．两端的感应电荷是同种电荷C ．两端的感应电荷是异种电荷D ．两端的感应电荷电荷量相等答案 ACD解析由于导体内有大量可以自由移动的电子，当带负电的球P 慢慢靠近它时，由于同种电荷相互排斥，导体上靠近P 的一端的电子被排斥到远端，从而显出正电荷，远离P 的一端带上了等量的负电荷．导体离P 球距离越近，电子被排斥得越多，感应电荷越多．3．下列说法正确的是( )A ．摩擦起电是创造电荷的过程B ．接触起电是电荷转移的过程C ．玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电D ．带等量异种电荷的两个导体接触后，电荷会消失，这种现象叫做电荷的湮灭答案 B解析在D选项中，电荷并没有消失或者湮灭，只是正负电荷数目相等，表现为中性．4．为了测定水分子是极性分子还是非极性分子(极性分子就是该分子是不显电中性的，它通过电场会发生偏转，非极性分子不偏转)，可做如下实验：在酸式滴定管中注入适量蒸馏水，打开活塞，让水慢慢如线状流下，将用丝绸摩擦过的玻璃棒接近水流，发现水流向靠近玻璃棒的方向偏转，这证明()A．水分子是非极性分子B．水分子是极性分子C．水分子是极性分子且带正电D．水分子是极性分子且带负电答案BD解析根据偏转，可判断出水分子是极性分子；根据向玻璃棒偏转，可以判断出其带负电．5．在上题中，如果将用毛皮摩擦过的橡胶棒接近水流．则()A．水流将向远离橡胶棒的方向偏离B．水流将向靠近橡胶棒的方向偏离C．水流先靠近再远离橡胶棒D．水流不偏转答案 A解析用毛皮摩擦过的橡胶棒和用丝绸摩擦过的玻璃棒的带电性质相反．6．有甲、乙、丙三个小球，将它们两两靠近，它们都相互吸引，如图3所示．那么，下面的说法正确的是()图3A．三个小球都带电B．只有一个小球带电C．有两个小球带同种电荷D．有两个小球带异种电荷答案 D7．如图4所示，图4a、b、c、d为四个带电小球，两球之间的作用分别为a吸引d，b排斥c，c排斥a，d 吸引b，则关于它们的带电情况()A．仅有两个小球带同种电荷B．仅有三个小球带同种电荷C．c、d两小球带同种电荷D．c、d两小球带异种电荷答案BD解析根据它们之间的相互吸引和排斥的关系可知a、b、c带同种电荷，d和其它三个小球带电性质不同．在解决该题时可以先假设其中一个带电小球的带电性质．二、计算论述题8．如图5所示，图5将两个气球充气后挂起来，让它们碰在一起，用毛织品分别摩擦两个气球相互接触的地方．放开气球后，你可能观察到什么现象？你能解释这个现象吗？答案发现两个气球分开，这是因为两个气球带同种电荷，同种电荷相互排斥，所以会分开．9．有三个完全一样的绝缘金属球，A 球所带电荷量为Q ，B 、C 不带电．现要使B 球带有38Q 的电荷量，应该怎么办？答案见解析解析由于两个完全相同的金属球接触时，剩余电荷量平均分配，因此，可由以下四种方法：①A 与C 接触分开，再让B 与C 接触分开，然后A 与B 接触分开；②A 与C 接触分开，再让A 与B 接触分开，然后B 与C 接触分开；③A 与B 接触分开，再让B 与C 接触分开，然后A 与B 接触分开；④A 与B 接触分开，再让A 与C 接触分开，然后B 与C 接触分开．10．两块不带电的金属导体A 、B 均配有绝缘支架，现有一个带正电的小球C .(1)要使两块金属导体带上等量异种电荷，则应如何操作？哪一块带正电？(2)要使两块金属导体都带上正电荷，则应如何操作？(3)要使两块金属导体都带上负电荷，则应如何操作？答案 (1)先将两块导体A 、B 紧靠在一起，然后将带电体C 从一端靠近导体，再将两导体分开，最后移走带电体C .远离带电体C 的一块带正电．(2)先将两块导体A 、B 紧靠在一起，然后将带电体C 接触导体A (或B )，再将导体C 移走，再将两导体A 、B 分开，则A 、B 都带上了正电．(3)先将两块导体A 、B 紧靠在一起，然后将带电体C 从一端靠近导体，用手接触一下A (或B )，再将两导体A 、B 分开，最后移走带电体C ，则A 、B 都带上了负电．第2节库仑定律 .要点一点电荷点电荷：当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响可以忽略不计时，这样的带电体就可以看作带电的点，叫做点电荷．(1)点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在．(2)一个带电体能否看作点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定，例如，一个半径为10 cm 的带电圆盘，如果考虑它和相距10 m 处某个电子的作用力，就完全可以把它看作点电荷，而如果这个电子离带电圆盘只有1 mm ，那么这一带电圆盘又相当于一个无限大的带电平面．要点二库仑定律的理解1．适用条件：适用于真空中的点电荷．真空中的电荷若不是点电荷，如图1－2－2所示．同种电荷时，实际距离会增大，如图(a)所示；异种电荷时，实际距离会减小，如图(b)所示．图1－2－22.对公式122q q F k r =的理解:有人根据公式122q q F k r =,设想当r →0时,得出F →∞的结论．从数学角度这是必然的结论，但从物理的角度分析，这一结论是错误的，其原因是，当r →0时，两电荷已失去了点电荷的前提条件，何况实际的电荷都有一定的大小和形状，根本不会出现r ＝0的情况，也就是说，在r →0时不能再用库仑定律计算两电荷间的相互作用力．3．计算库仑力的大小与判断库仑力的方向分别进行．即用公式计算库仑力的大小时，不必将电荷q 1、q 2的正、负号代入公式中，而只将电荷量的绝对值代入公式中计算出力的大小，力的方向根据同种电荷相斥、异种电荷相吸加以判断即可．4．式中各量的单位要统一用国际单位，与k ＝9.0×109 N·m 2/C 2统一．5．如果一个点电荷同时受到另外的两个或更多的点电荷的作用力，可由静电力叠加的原理求出合力．6．两个点电荷间的库仑力为相互作用力，同样满足牛顿第三定律.1.库仑定律与万有引力定律相比有何异同点？万有引力定律库仑定律不同点只有引力既有引力又有斥力天体间表现明显微观带电粒子间表现明显都是场力万有引力场电场公式 F ＝G m 1m 2r 2 F ＝k q 1q 2r2 条件两质点之间两点电荷之间通过对比我们发现，大自然尽管是多种多样的，但也有规律可循，具有统一的一面．规律的表达那么简捷，却揭示了自然界中深奥的道理，这就是自然界和谐多样的美．特别提醒 (1)库仑力和万有引力是不同性质的力．(2)万有引力定律适用时，库仑定律不一定适用．2．三个点电荷如何在一条直线上平衡？当三个共线的点电荷在库仑力作用下均处于平衡状态时．(1)三个电荷的位置关系是“同性在两边，异性在中间”．如果三个电荷只在库仑力的作用下且在同一直线上能够处于平衡状态，则这三个电荷一定有两个是同性电荷，一个是异性电荷，且两个同性电荷分居在异性电荷的两边．(2)三个电荷中，中间电荷的电荷量最小，两边同性电荷谁的电荷量小，中间异性电荷就距离谁近一些.一、库仑定律的理解【例1】对于库仑定律，下面说法正确的是( )A ．库仑定律适用于真空中两个点电荷之间的相互作用力B ．两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律C ．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等D ．当两个半径为r 的带电金属球中心相距为4r 时，对于它们之间的静电力大小，只取决于它们各自所带的电荷量答案 AC解析由库仑定律的适用条件知，选项A 正确；两个小球若距离非常近则不能看作点电荷，库仑定律不成立，B 项错误；点电荷之间的库仑力属作用力和反作用力，符合牛顿第三定律，故大小一定相等，C 项正确；D 项中两金属球不能看作点电荷，它们之间的静电力大小不仅与电荷量大小有关，而且与电性有关，若带同种电荷，则在斥力作用下，电荷分布如图(a)所示；若带异种电荷，则在引力作用下电荷分布如图(b)所示，显然带异种电荷时相互作用力大，故D 项错误．综上知，选项A 、C 正确．二、点电荷的理解【例2】下列关于点电荷的说法中，正确的是( )A ．只有体积很小的带电体才能看成是点电荷B ．体积很大的带电体一定不能看成是点电荷C ．当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷D ．一切带电体都可以看成是点电荷答案 C解析本题考查点电荷这一理想模型．能否把一个带电体看成点电荷，关键在于我们分析时是否考虑它的体积大小和形状．能否把一个带电体看作点电荷，不能以它的体积大小而论，应该根据具体情况而定．若它的体积和形状可不予考虑时，就可以将其看成点电荷．故选C.1.下列关于点电荷的说法正确的是( )A ．点电荷可以是带电荷量很大的带电体B ．带电体体积很大时不能看成点电荷C ．点电荷的所带电荷量可能是2.56×10－20 CD ．大小和形状对作用力影响可以忽略的带电体可以看作点电荷答案 AD2．如图1－2－3所示，图1－2－3两个半径均为r 的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离为r ，带等量异种电荷，电荷量绝对值均为Q ，两球之间的静电力为( )A ．等于k Q 29r 2B ．大于k Q 29r 2 C ．小于k Q 29r 2 D ．等于k Q 2r 2 答案 B3．(1)通过对氢核和核外电子之间的库仑力和万有引力大小的比较，你能得到什么结论？(2)你怎样确定两个或两个以上的点电荷对某一点电荷的作用力？答案 (1)微观粒子间的万有引力远小于库仑力，因此在研究微观带电粒子的相互作用力时，可忽略万有引力．(2)两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变．因此，两个或两个以上的点电荷对某一个点电荷的作用力等于各点电荷单独对这个电荷的作用力的矢量和．4．关于库仑扭秤图1－2－4问题1：1785年，库仑用自己精心设计的扭秤(如图1－2－4所示)研究了两个点电荷之间的排斥力与它们间距离的关系．通过学习库仑巧妙的探究方法，回答下面的问题．(1)库仑力F 与距离r 的关系．(2)库仑力F 与电荷量的关系．问题2：写出库仑定律的数学表达式，并说明静电力常量k 的数值及物理意义．答案问题1：(1)F ∝1r 2 (2)F ∝q 1q 2 问题2：F ＝k q 1q 2r 2，k ＝9×109 N·m 2/C 2. 物理意义：两个电荷量为1 C 的点电荷，在真空中相距1 m 时，它们之间的库仑力为1 N.题型一库仑定律的应用如图1所示，两个正电荷q 1、q 2的电荷量都是3 C ，静止于真空中，相距r ＝2 m.图1(1)在它们的连线AB 的中点O 放入正电荷Q ，求Q 受的静电力．(2)在O 点放入负电荷Q ，求Q 受的静电力．(3)在连线上A 点左侧的C 点放上负点电荷q 3，q 3＝1 C 且AC ＝1 m ，求q 3所受的静电力．思维步步高库仑定律的表达式是什么？在这个表达式中各个物理量的物理意义是什么？在直线上的各个点如果放入电荷q ，它将受到几个库仑力的作用？这几个力的方向如何？如何将受到的力进行合成？解析在A 、B 连线的中点上，放入正电荷受到两个电荷库仑力的作用，这两个力大小相等，方向相反，所以合力为零．如果在O 点放入负电荷，仍然受到两个大小相等，方向相反的力，合力仍然为零．在连线上A 的左侧放入负电荷，则受到q 1和q 2向右的吸引力，大小分别为F 1＝kq 3q 1x 2和F 2＝kq 3q 2(r ＋x )2，其中x 为AC 之间的距离．C 点受力为二力之和，代入数据为3×1010 N ，方向向右．答案 (1)0 (2)0 (3)3×1010 N ，方向向右拓展探究在第三问中如果把q 3放在B 点右侧距离B 为1 m 处，其他条件不变，求该电荷受到的静电力？答案 3×1010 N 方向向左解析求解的方法和第三问相同，只不过电荷在该点受到两个电荷的库仑力的方向都向左，所以合力方向向左，大小仍然是3×1010 N.在教学过程中，强调不管在O 点放什么性质的电荷，该电荷受到的静电力都为零，为下一节电场强度的叠加做好准备．另外还可以把电荷q 3放在AB 连线的中垂线上进行研究.题型二库仑定律和电荷守恒定律的结合甲、乙两导体球，甲球带有4.8×10－16 C 的正电荷，乙球带有3.2×10－16 C 的负电荷，放在真空中相距为10 cm 的地方，甲、乙两球的半径远小于10 cm.(1)试求两球之间的静电力，并说明是引力还是斥力？(2)将两个导体球相互接触一会儿，再放回原处，其作用力能求出吗？是斥力还是引力？思维步步高为什么题目中明确两球的直径远小于10 cm ？在应用库仑定律时带电体所带电荷的正负号怎样进行处理的？当接触后电荷量是否中和？是否平分？解析 (1)因为两球的半径都远小于10 cm ，因此可以作为两个点电荷考虑．由库仑定律可求：F ＝k q 1q 2r 2＝9.0×109×4.8×10－16×3.2×10－160.12 N ＝1.38×10－19 N 两球带异种电荷，它们之间的作用力是引力．(2)将两个导体球相互接触，首先正负电荷相互中和，还剩余(4.8－3.2)×10－16 C 的正电荷，这些正电荷将重新在两导体球间分配，由于题中并没有说明两个导体球是否完全一样，因此我们无法求出力的大小，但可以肯定两球放回原处后，它们之间的作用力变为斥力．答案 (1)1.38×10－19 N 引力 (2)不能斥力拓展探究如果两个导体球完全相同，接触后放回原处，两球之间的作用力如何？答案 5.76×10－21 N 斥力解析如果两个导体球完全相同，则电荷中和后平分，每个小球的带电荷量为0.8×10－16 C ，代入数据得两个电荷之间的斥力为F ＝5.76×10－21 N.两个导体相互接触后，电荷如何分配，跟球的形状有关，只有完全相同的两金属球，电荷才平均分配.一、选择题1．下列说法正确的是( )A ．点电荷就是体积很小的带电体B ．点电荷就是体积和所带电荷量很小的带电体C 根据F=k q 1q 2r 2 可知,当r →0时,有F →∞D ．静电力常量的数值是由实验得出的答案 D解析当r →0时,电荷不能再被看成点电荷,库仑定律不成立.2．两个半径相同的金属小球，带电荷量之比为1∶7，相距r ，两者相互接触后，再放回原来的位置，则相互作用力可能是原来的( )A.47B.37C.97D.167答案 CD解析由库仑定律可知，库仑力与电荷量的乘积成正比，设原来两小球分别带电荷量为q 1＝q 、q 2＝7q .若两小球原来带同种电荷，接触后等分电荷量，则q 1′＝4q ，q 2′＝4q ，则D 正确．若两小球原来带异种电荷，接触后到q 1″＝3q ，q 2″＝3q ，则由库仑定律可知，C 正确．3．如图2所示，图2在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，从静止同时释放，则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是( )A ．速度变大，加速度变大B ．速度变小，加速度变小C ．速度变大，加速度变小D ．速度变小，加速度变大答案 C解析根据同种电荷相斥，每个小球在库仑斥力的作用下运动，由于力的方向与运动方向相同，均做加速直线运动，速度变大；再由库仑定律F ＝k q 1q 2r2知随着距离的增大，库仑斥力减小，加速度减小，所以只有选项C 正确．4．如图3所示，图3两个带电金属小球中心距离为r ，所带电荷量相等为Q ，则关于它们之间电荷的相互作用力大小F 的说法正确的是( )A ．若是同种电荷，F <k Q 2r 2B ．若是异种电荷，F >k Q 2r 2C ．若是同种电荷，F >k Q 2r 2D ．不论是何种电荷，F ＝k Q 2r2答案 AB 解析净电荷只能分布在金属球的外表面，若是同种电荷则互相排斥，电荷间的距离大于r ，如图所示，根据库仑定律F=k q 1q 2r 2，它们之间的相互作用力小于k Q 2r2.若是异种电荷则相互吸引，电荷间的距离小于r ，则相互作用力大于k Q2r2.故选项A 、B 正确．5．如图4所示，。

教科版高中物理选修3-3：《温度内能气体的压强》课件-新版

四、正确理解气体压强的微观意义 1．气体压强的产生：单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力．所以从分子动理论的观点来看，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力．
2．决定气体压强大小的因素 (1)微观因素 ①气体分子的密集程度：气体分子密集程度(即单位体积内气体分子的数目)大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就越多，气体压强就越大； ②气体分子的平均动能：气体的温度高，气体分子的平均动能就大，每个气体分子与器壁的碰撞(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就大；从另一方面讲，分子的平均速率大，在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就多，累计冲力就大，气体压强就越大．
说明：内能是对一个宏观物体而言，不存在某个分
子内能的说法．物体的内能跟物体机械运动状态无
关．
三、气体的压强 1．气体的压强是__大__量_气__体__分__子__频_繁__持__续__地__碰__ _撞__器__壁___而产生的．气体压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力．
2．影响气体压强的两个因素：一是气体分子的 _平_均__动__能____，二是分子的_密__集__程__度___．从两个因素中可见一定质量的气体的压强与__温__度__、 _体__积___两个参量有关．
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 2．如图2－2－2所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示．F＞0表示斥力， F＜0表示引力．a、b、c、d为x轴上四个特定的位置．现把乙分子从a处由静止释放，则( )
图2－2－2
A．乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动 B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大 C．乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直增加 D．乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增加

教科版高中物理选修3-3《晶体和非晶体》参考课件

对晶体微观结构的认识
例2 下列叙述中错误的是( ) A．晶体的各向异性是由于它的微粒按空间点阵排列 B．单晶体具有规则的几何外形是由于它的微粒按一定规律排列 C．非晶体有规则的几何形状和确定的熔点 D．石墨的硬度与金刚石差得多，是由于它的微粒没有按空间点阵分布
【思路点拨】结合晶体和非晶体的特性及影响其特性的微观结构特点进行思考判断．【自主解答】晶体内部微粒排列的空间结构决定着晶体的物理性质不同；也正是由于它的微粒按一定规律排列，使单晶体具有规则的几何形状．石墨与金刚石的硬度相差甚远是由于它们内部微粒的排列结构不同，石墨的层状结构决定了它的质地柔软, 而金刚石的网状结构决定了其中碳原子间的作用力很强，所以金刚石有很大的硬度．
【答案】 CD 【规律总结】由于晶体和非晶体的微粒在排列上的规律不同，所以导致在各自不同方向上导热性、导电性、机械强度等物理性质不同．
变式训练晶体表现出各向异性是由于( ) A．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况不同 B．晶体在不同方向上物质微粒的排列情况相同 C．晶体内部结构的无规则性 D．晶体内部结构的有规则性解析：选AD.组成晶体的物质微粒是有规则排列的, 由于在不同方向上物质微粒的排列情况不同，造成晶体在不同方向上的物理性质不同，选项A、D正确．
(2)单晶体具有各向异性，并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性，举例如下： ①云母、石膏晶体在导热性上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同． ②方铅矿石晶体在导电性上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同． ③立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的弹性不同． ④方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向的折射率不同．

教科版高中物理选修3-3课件第1章第2节

5．从盘的中央加痱子粉或细石膏粉，粉自动扩散至均匀，这是由于以下两种因素所致：第一，加粉后水的表面张力系数变小，水将粉粒拉开；第二，粉粒之间的排斥．这样做比将粉
撒在水面上的效果好．
特别提醒：(1)本实验只要求估算分子的大小，实
验结果的数量级符合要求即可．
(2)简化处理是在一定场合、一定条件下，突出客观事物的某种主要因素、忽略次要因素而建立的．将分子简化成球形，并且紧密排列，有利于主要问题的解决．
2．实验之前应练习好滴定方法，注射器针头高出
水面的高度应在1 cm之内．
3．待测油酸液面扩散后又收缩，要在稳定后再画
轮廓．扩散后又收缩有两个原因：第一，水面受
油酸液滴冲击凹陷后又恢复；第二，实验时，水从盘的一侧边缘倒出，在这侧边缘会残留油酸，可用少量酒精清洗，并用脱脂棉擦拭，再用清水冲洗，这样做可保持盘的清洁．
直径．仍需注意的是：油分子的微观结构被“模
型化”为紧密排布式．设油分子的直径为D，则
D＝V/S.阿伏伽德罗常量是联系微观物理量和宏
观物理量的桥梁，设一个油分子的质量为m，一个油分子的体积为V0，则阿伏伽德罗常量NA＝
M/m＝Vm/V0，Vm是油的摩尔体积．
【答案】
D＝V/S
NA＝(6MS3)/(ρπV3)
答案：10 m2
课前自主学案
三、实验器材量筒，注射器，浅盘，油酸酒精溶液，玻璃板，坐
标纸，痱子粉或滑石粉，细彩笔，水．
四、实验步骤 1．用注射器吸入一定体积(如1 mL)事先配制好的油酸的酒精溶液，再均匀地滴出，记下滴出的滴数，即可算出一滴油酸酒精溶液的体积V0.
2．在边长约30～40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，然后将痱子粉或滑石粉均匀地撒在水面上

新课标人教版高中物理选修3-3全套精品教案

高中物理选修3-3全册精品教案第七章分子动理论 (2)7.1 物质是由大量分子组成的 (2)第一节物质是由大量分子组成的 (2)7.2 分子的热运动 (4)第二节分子的热运动 (5)7.3 分子间的相互作用力 (7)第三节分子间的相互作用力 (7)7.4 物体的内能 (10)第四节物体的内能 (10)第八章气体 (13)8.1 气体的等温变化玻意耳定律 (13)第一节气体的等温变化玻意耳定律 (13)8.2 气体的等容变化和等压变化 (15)第二节气体的等容变化和等压变化 (15)8.3 气体理想气体的状态方程 (17)第三节气体.理想气体的状态方程 (18)8.4气体实验定律的微观解释 (20)第四节气体实验定律的微观解释 (21)第九章物体和物态变化 (24)9.1 固体 (24)第一节固体 (24)9.2 液体 (25)第二节液体 (25)10.1、2 功和内能热和内能 (28)第一节功和内能热和内能 (28)10.3 热力学第一定律能量守恒定律 (29)第三节热力学第一定律能量守恒定律 (29)10.4 热力学第二定律 (30)第四节热力学第二定律 (30)10.5 能源环境和可持续发展 (32)第五节能源环境和可持续发展 (32)第七章分子动理论7.1 物质是由大量分子组成的教学目标1、知识与技能（1）知道一般分子直径和质量的数量级；（2）知道阿伏伽德罗常数的含义，记住这个常数的数值和单位；（3）知道用单分子油膜方法估算分子的直径。

2、过程与方法：通过单分子油膜法估算测量分子大小，让学生体会到物质是由大量分子组成的。

形成正确的唯物主义价值观。

3、情感、态度与价值观教学重难点（1）使学生理解和学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）的方法；（2）运用阿伏伽德罗常数估算微观量（分子的体积、直径、分子数等）的方法。

教学教具（1）教学挂图或幻灯投影片：水面上单分子油膜的示意图；离子显微镜下看到钨原子分布的图样；（2）演示实验：演示单分子油膜：油酸酒精溶液（1：20O），滴管，直径约20cm圆形水槽，烧杯，画有方格线的透明塑料板。

教科版高中物理选修3-3课件第1章第1节

高中物理课件
（金戈铁骑整理制作）
第1章分子动理论
第1节物体是由大量分子组成的
课标定位
课前自主学案
第
1
核心要点突破
节
课堂互动讲练
知能优化训练
课标定位学习目标：1.知道物体是由大量分子组成的及分子大小的数量级． 2．知道阿伏伽德罗常量及其意义． 3．知道分子之间存在空隙．重点难点：1.分子直径的大小，分子质量的大小． 2．会利用阿伏伽德罗常量进行有关的计算和估算．
答案：(1)M/NA (2)ρNA/M (3)M/ρ (4)M/(ρNA)
课堂互动讲练
分子微观量的估算
根例据1 下列物理量(一组)，就可以估算出气体分子间的平均距离的是( ) A．阿伏伽德罗常量，该气体的摩尔质量和质量 B．阿伏伽德罗常量，该气体的质量和体积 C．阿伏伽德罗常量，该气体的摩尔质量和密度 D．该气体的密度、体积和摩尔质量
二、对阿伏伽德罗常量的运用
1．阿伏伽德罗常量
1 mol的任何物质都含有相同的分子数，这个数量
可以用阿伏伽德罗常量来表示.1986年用X射线测
得的阿伏伽德罗常量是NA＝6.0221367×1023 mol －1，通常取NA＝6.02×1023 mol－1. 阿伏伽德罗常量是联系微观物理量和宏观物理量的
课前自主学案
一、物体是由分子组成的 1．在热学范围，原子、分子或离子遵循相同的热运动规律，因此在讨论热运动时，这些微粒统称为_分__子___，也可以说成宏观物体是由__分__子__组成的． 2．分子是具有各种物质的化学性质的最小微粒．
二、分子的大小
1．除了一些有机物质的大分子外，多数分子尺寸的
桥梁．
在此所指的微观物理量为：分子体积V0、分子的直径d、分子的质量m0等．宏观物理量为：物体的体积V、摩尔体积Vmol、物体的质量m、摩尔质量M、物质的密度ρ等．

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[新课教学]
[过渡]上面分析知道：分子的体积是极其微小的,用肉眼和光学显微镜都不能看到;放大到几十亿倍的扫描隧道显微镜才能看到。既然分子小得看不见，那怎样能知道分子的大小呢？怎样测量呢？
三、教具
1．幻灯投影片或课件：水面上单分子油膜的示意图；离子显微镜下看到钨原子分布的图样。
2．演示实验：演示单分子油膜：油酸酒精溶液（1∶200），滴管，直径约20cm圆形水槽，烧杯，画有方格线类对物质的组成的思考：①公元前5世纪，古希腊哲学家留基波和他的学生的争论：把一块金子切成两半，接着把其中一块金子再切成两半，这样继续下去，能分割到什么程度。要么这种分割能够永远继续下去；要么有一个限度，不能进一步分割了。也就是说，物质要么是连续的，可以无限分割下去；要么物质是由不可分的粒子构成的。在他们看来，第一种说法是荒谬的，因此，他们的结论是：物质是由小得不被察觉的“a-tomos”粒子（即原子）构成。②我国古代的一种说法：“一尺之椎，日取其半，万世不竭”——古代，人们对物质组成的认识更多的是体现了一种哲学思想。而在今天，我们则更多的建立在严密的实验基础上。
一、物体是由大量分子组成的教案
一、教学目标
1．在物理知识方面的要求：
（1）知道一般分子直径和质量的数量级；
（2）知道阿伏伽德罗常数的含义，记住这个常数的数值和单位；
（3）知道用单分子油膜方法估算分子的直径。
2．培养学生在物理学中的估算能力，会通过阿伏伽德罗常数估算固体和液体分子的质量、分子的体积（或直径）、分子数等微观量。
[利用多媒体，逐张播放一片树叶被不断放大的图片]放大6倍时，可以看到清晰的叶脉；放大20000倍时，可以看到它是由细胞所组成的；放大到50000000倍时，就可以看到他的分子结构了
[提议学生想象] 一张光盘、一片陶瓷或一块布片不断放大的情景
[展示图片] 扫瞄隧道显微镜下的硅片表面原子的图像
[总结][板书] 物体是由大量分子所组成的
3．渗透物理学方法的教育。运用理想化方法，建立物质分子是球形体的模型，是为了简化计算，突出主要因素的理想化方法。二、重点、难点分析
1．重点有两个，其一是使学生理解和学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）的方法；其二是运用阿伏伽德罗常数估算微观量（分子的体积、直径、分子数等）的方法。
2．尽管今天科学技术已经达到很高的水平，但是在物理课上还不能给学生展现出分子的真实形状和分子的外观。这给讲授分子的知识带来一定的困难，也更突出了运用估算方法和建立理想模型方法研究固体、液体分子的体积、直径、分子数的重要意义。