2017秋高中物理选修3-1课件：第一章 习题课 电场能的性质 精品
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2017人教版高中物理选修(3-1)第1章《静电场》ppt课件
• 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。 • 二是电场能的性质——从电场力做功使能量变 化的角度研究，侧重于利用功能关系、能量 守恒分析处理问题。
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1情 景 切 入2知 识 导 航
3
学 法 指 导
情景切入
• 电闪雷鸣，是一种常出现在暴风雨中的自然 现象，它是那样的神秘，来去匆匆，稍纵即 逝。它给人们带来甘霖，同时也给人们带来 恐惧。几千年以来人们一直想探究其中的奥 秘，更想将它驾驭于手中。美国科学家富兰 克林就曾冒着生命危险，尝试用风筝去捕捉 雷电。 • 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 。
学 法 指 导
• 1．要重视对基本概念、基本规律的理解。 • 基本概念多且抽象是这一章的突出特点。在 学习中要重视对物理现象的深入观察和对物 理规律的亲身体验，例如课本的“说一说 ”“做一做”“静电感应”“电容器的电容 ”等，经过深入观察和亲身体验后，物理知 识不仅容易领悟而且印象深刻。
人教版高中物理选修3-1 专题 电场能的性质 (共30张PPT)
平遥二中 刘壮
专题二 电场能的性质
平遥二中 刘壮
专题二 电场能的性质
平遥二中 刘壮
专题二 电场能的性质
平遥二中 刘壮
专题二 电场能的性质
平遥二中 刘壮
专电场能的性质
平遥二中 刘壮
平遥二中 刘壮
√
专题二 电场能的性质
平遥二中 刘壮
专题二 电场能的性质
平遥二中 刘壮
专题二 电场能的性质
平遥二中 刘壮
专题二 电场能的性质
平遥二中 刘壮
√ √
专题二 电场能的性质
平遥二中 刘壮
√
专题二 电场能的性质
平遥二中 刘壮
√
专题二 电场能的性质
平遥二中 刘壮
专题二 电场能的性质
刘壮物理教学课件
第一章 静电场
专题二 电场能的性质
平遥二中 刘壮
专题二 电场能的性质
平遥二中 刘壮
专题二 电场能的性质
平遥二中 刘壮
√
专题二 电场能的性质
平遥二中 刘壮
√ √
专题二 电场能的性质
平遥二中 刘壮
√
专题二 电场能的性质
平遥二中 刘壮
专题二 电场能的性质
平遥二中 刘壮
√
专题二 电场能的性质
高中物理选修3-1人教版课件：第一章 习题课 带电粒子在电场中的运动(共36张PPT)(优质版)
[答案] BC
备用习题
[解析] 若电子在电场中运动的时间大于电势差变化的一个周期,则电子在0~t1时间内 向B板加速,在t1~t2时间内减速,在t2时刻速度恰好为零,之后电子会重复上述运动,所以 电子一直向B板运动,直到从小孔P穿出,A错误;
若t1时刻电子还未从小孔P飞出,则t1时刻电 子具有最大动能,B正确;
备用习题
3.长为L的平行金属板与水平面成θ角放置,板 间有匀强电场.一个电荷量为-q、质量为m的液 滴以速度v0垂直于电场方向射入两极板间,如图 所示,射入后液滴沿直线运动.(重力加速度为g) (2)液滴离开电场时的速度为多少?
自我检测
1.(带电粒子在电场中做直线运动)如图X3-7所示,
真空中只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重
图X3-2
学习互动 (2)极板间的电场强度大小和电容器所带的电荷量;
学习互动 例2 如图X3-2所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间距离为d,上极板 正中有一小孔.质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿 过小孔到达下极板处时速度恰好为零(空气阻力忽略不计,极板间电 场可视为匀强电场,重力加速度为g).求: (3)小球从开始下落至运动到下极板处所用的时间.
图X3-3
学习互动
例3 将一带电粒子以初速度v0沿水平方向从A 点射入方向竖直向上的匀强电场中,粒子从B点 飞出电场时速度方向与电场方向的夹角为150°, 电场的水平宽度为L,如图X3-3所示.不计粒子的 重力.已知粒子的质量为m, 电荷量为q(q>0). (2)A、B两点的电势差 UAB为多大?
图X3-4
学习互动
学习互动
[技巧点拨] 解决电场(复合场)中的圆周运动问题,关键是分析向心力的来源, 提供向心力的有可能是重力和电场力的合力,也有可能是单独的重力或电 场力.有时可以把复合场中的圆周运动等效为竖直面内的圆周运动,找出等 效“最高点”和“最低点”.
备用习题
[解析] 若电子在电场中运动的时间大于电势差变化的一个周期,则电子在0~t1时间内 向B板加速,在t1~t2时间内减速,在t2时刻速度恰好为零,之后电子会重复上述运动,所以 电子一直向B板运动,直到从小孔P穿出,A错误;
若t1时刻电子还未从小孔P飞出,则t1时刻电 子具有最大动能,B正确;
备用习题
3.长为L的平行金属板与水平面成θ角放置,板 间有匀强电场.一个电荷量为-q、质量为m的液 滴以速度v0垂直于电场方向射入两极板间,如图 所示,射入后液滴沿直线运动.(重力加速度为g) (2)液滴离开电场时的速度为多少?
自我检测
1.(带电粒子在电场中做直线运动)如图X3-7所示,
真空中只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重
图X3-2
学习互动 (2)极板间的电场强度大小和电容器所带的电荷量;
学习互动 例2 如图X3-2所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间距离为d,上极板 正中有一小孔.质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿 过小孔到达下极板处时速度恰好为零(空气阻力忽略不计,极板间电 场可视为匀强电场,重力加速度为g).求: (3)小球从开始下落至运动到下极板处所用的时间.
图X3-3
学习互动
例3 将一带电粒子以初速度v0沿水平方向从A 点射入方向竖直向上的匀强电场中,粒子从B点 飞出电场时速度方向与电场方向的夹角为150°, 电场的水平宽度为L,如图X3-3所示.不计粒子的 重力.已知粒子的质量为m, 电荷量为q(q>0). (2)A、B两点的电势差 UAB为多大?
图X3-4
学习互动
学习互动
[技巧点拨] 解决电场(复合场)中的圆周运动问题,关键是分析向心力的来源, 提供向心力的有可能是重力和电场力的合力,也有可能是单独的重力或电 场力.有时可以把复合场中的圆周运动等效为竖直面内的圆周运动,找出等 效“最高点”和“最低点”.
高二物理教科版选修3-1课件第一章 6 习题课电场能的性质的应用
D.带电质点通过P点时加速度较大
图4
1 2 3 4
解析
由轨迹QP可以确定质点的受力方向，由于该质点
带正电，所以可以判断P点电势高.由Q到P，电场力做负
功，电势能增加，故质点在P点电势能较大，由于P处等 势面密集，所以带电质点通过P点时加速度较大. 答案 BD
1 2 3 4
3.(电势、电势差、电场力做功的计算)如图5所示，a、b、c、d
解析
因为Q是正点电荷，所以以Q为圆心的圆面是一个等
势面，这是一个重要的隐含条件，由＝Fx来解，只能考虑应用功
能关系求解. 因为杆是光滑的，所以小球从A点到B点过程中只有两个力 做功：电场力做功W和重力做功mgh，由动能定理得：
1 W＋mgh＝ mvB 2 2
沿着丝线拉力的反方向做匀加速直线运动，当碰到金属 b 1 2 板时， 它的位移为 x＝ ， 又由 x＝ at 得 t＝ sin θ 2 2bcos θ ＝ gsin θ
答案
2x ＝ a
2b cot θ g
2b g cot θ
1 2 3 4 自我检测
1.(电势、电势能、静电力做功)某电场中，点
电荷从a点移到b点，电场力做功为零，则( )
例2
如图2所示，O是一固定的点电荷，虚线是该点电荷
产生的电场中的三条等势线，正点电荷q 在仅受电场力的
作用下沿实线所示的轨迹从a处运动到b处，然后又运动到 c处.由此可知( A.O为负电荷 B.在整个过程中q的电势能先变小后变大 C.在整个过程中q的加速度先变大后变小 D.在整个过程中，电场力做功为零 图2 )
第一章
静 电 场
学案6 习题课：电场能的性质的应用
目标定位
1.进一步掌握电势、电势差、电势能的概念. 2.进一步掌握电场力做功与电势能、电势差的关系， 并会进行有关计算. 3.进一步增强运用力学规律处理电场问题的能力.
2017秋教科版高中物理选修3-1课件：第一章 习题课：带电粒子在电场中的运动 精品
第一章 静电场
习题课：带电粒子在电场中的运动
学习目标 1.会利用动力学和功能观点分析带电粒子在电场中的直线运动. 2.会利用运动的合成与分解方法分析带电粒子在电场中的类平抛运动. 3.会分析带电粒子在交变电场及复合场中的运动.
内容索引
题型探究
达标检测
1
题型探究
一、带电粒子在电场中的直线运动
1.带电粒子在电场中做直线运动 (1)匀速直线运动：此时带电粒子受到的合外力一定等于零，即所受到的电 场力与其他力平衡. (2)匀加速直线运动：带电粒子受到的合外力与其初速度方向同向. (3)匀减速直线运动：带电粒子受到的合外力与其初速度方向反向. 2.讨论带电粒子在电场中做直线运动(加速或减速)的方法： (1)力和加速度方法——牛顿运动定律、匀变速直线运动公式； (2)功和能方法——动能定理； (3)能量方法——能量守恒定律.
例1 如图1所示，水平放置的A、B两平行板相距h，上板A带正电， 现有质量为m、带电荷量为＋q的小球在B板下方距离B板为H处，以 初速度v0竖直向上从B板小孔进入板间电场. (1)带电小球在板间做何种运动？ 答案 匀减速直线运动
解析
带电小球在电场外只受重力的作用做匀减速直 线运动，在电场中受重力和静电力作用做匀减
例2 长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成
匀强电场，一个带电荷量为＋q、质量为m的带电粒子，以初速度v0紧贴上 极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下极板边缘射出，射出时速度
恰与下极板成30°角，如图2所示，不计粒子重力，求：
(1)粒子末速度的大小；
答案 2 3v0
解析
3
答案 6qE
解析 在小球从A运动到B的过程中，根据动能定理，电场力做的正功等
习题课：带电粒子在电场中的运动
学习目标 1.会利用动力学和功能观点分析带电粒子在电场中的直线运动. 2.会利用运动的合成与分解方法分析带电粒子在电场中的类平抛运动. 3.会分析带电粒子在交变电场及复合场中的运动.
内容索引
题型探究
达标检测
1
题型探究
一、带电粒子在电场中的直线运动
1.带电粒子在电场中做直线运动 (1)匀速直线运动：此时带电粒子受到的合外力一定等于零，即所受到的电 场力与其他力平衡. (2)匀加速直线运动：带电粒子受到的合外力与其初速度方向同向. (3)匀减速直线运动：带电粒子受到的合外力与其初速度方向反向. 2.讨论带电粒子在电场中做直线运动(加速或减速)的方法： (1)力和加速度方法——牛顿运动定律、匀变速直线运动公式； (2)功和能方法——动能定理； (3)能量方法——能量守恒定律.
例1 如图1所示，水平放置的A、B两平行板相距h，上板A带正电， 现有质量为m、带电荷量为＋q的小球在B板下方距离B板为H处，以 初速度v0竖直向上从B板小孔进入板间电场. (1)带电小球在板间做何种运动？ 答案 匀减速直线运动
解析
带电小球在电场外只受重力的作用做匀减速直 线运动，在电场中受重力和静电力作用做匀减
例2 长为L的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成
匀强电场，一个带电荷量为＋q、质量为m的带电粒子，以初速度v0紧贴上 极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下极板边缘射出，射出时速度
恰与下极板成30°角，如图2所示，不计粒子重力，求：
(1)粒子末速度的大小；
答案 2 3v0
解析
3
答案 6qE
解析 在小球从A运动到B的过程中，根据动能定理，电场力做的正功等
教科版高二物理选修3-1第一章1.3电场 电场强度课件品质课件PPT
Ea Ea
Eb Ec
Eb Ec
图8
到点电荷+Q距离为r的点，场强大小是 相等的 ， 方向为 从圆心到球面上各点的半径方向 。
在图7中画出a、b、c三点的场强方向。
图9
到点电荷-Q距离为r的点，场强大小是 相等的 ， 方向为从球面各点到圆心上的半径方向 。
在图8中画出a、b、c三点的场强方向。
练一练
§1.3电场 电场强度
四川省绵阳第一中学
生活中常见的力—接触力
图1 手推桌子
图2 骑自行车
图3 打乒乓球
电场
F2 +
q1
F1 + q2
迈克尔·法拉第 Michael Faraday，179Biblioteka —1867英国物理学家、化学家
图4 电荷周围空间存在电场，电荷间通过电场发生相互作用
电场强度
A r Q
2r
（1）若移走q1，而在P点放置一个q1=+2.0 ×10-8 C的点电荷，则q2所受电场力大小为
N，
此时Q在P点产生的电场的场强大小为
N/C，方向与将q1放在P点时的场强方向 相同
（相同/相反）；
（2）若在P点不放任何检验电荷，则Q在P点产生的场强大小为
P点时的场强方向 相同 （相同/相反）。
N/C，方向与将q1放在
1. 把检验电荷放入电场中的不同点a、b、c、d，测得的检验电荷所受电场力F与其电荷量q之间
的函数关系图像，如图所示，则a、b、c、d四点场强大小的关系为（ D ）。
A. Ea＞Eb＞Ec＞Ed B. Ea＞Eb＞Ed＞Ec C. Ed＞Ea＞Eb＞Ec D. Ec＞Ea＞Eb＞Ed
图10
练一练
2. 把 q1=-1.0 ×10-9 C的检验电荷放入电荷Q产生的电场中的P点，测得q1所受电场力大小为1.0×10-6 N， 则：
Eb Ec
Eb Ec
图8
到点电荷+Q距离为r的点，场强大小是 相等的 ， 方向为 从圆心到球面上各点的半径方向 。
在图7中画出a、b、c三点的场强方向。
图9
到点电荷-Q距离为r的点，场强大小是 相等的 ， 方向为从球面各点到圆心上的半径方向 。
在图8中画出a、b、c三点的场强方向。
练一练
§1.3电场 电场强度
四川省绵阳第一中学
生活中常见的力—接触力
图1 手推桌子
图2 骑自行车
图3 打乒乓球
电场
F2 +
q1
F1 + q2
迈克尔·法拉第 Michael Faraday，179Biblioteka —1867英国物理学家、化学家
图4 电荷周围空间存在电场，电荷间通过电场发生相互作用
电场强度
A r Q
2r
（1）若移走q1，而在P点放置一个q1=+2.0 ×10-8 C的点电荷，则q2所受电场力大小为
N，
此时Q在P点产生的电场的场强大小为
N/C，方向与将q1放在P点时的场强方向 相同
（相同/相反）；
（2）若在P点不放任何检验电荷，则Q在P点产生的场强大小为
P点时的场强方向 相同 （相同/相反）。
N/C，方向与将q1放在
1. 把检验电荷放入电场中的不同点a、b、c、d，测得的检验电荷所受电场力F与其电荷量q之间
的函数关系图像，如图所示，则a、b、c、d四点场强大小的关系为（ D ）。
A. Ea＞Eb＞Ec＞Ed B. Ea＞Eb＞Ed＞Ec C. Ed＞Ea＞Eb＞Ec D. Ec＞Ea＞Eb＞Ed
图10
练一练
2. 把 q1=-1.0 ×10-9 C的检验电荷放入电荷Q产生的电场中的P点，测得q1所受电场力大小为1.0×10-6 N， 则：
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
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-
-
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+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
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U2
v0
U1
--
v0
2qU1 m
---L y2qmU2dvL022U 4d2LU 21
tanqmU 2dL 02 v2LdU U 21
(粤教版)选修3-1物理：第1章-电场《习题课：电场能的性质的应用》ppt课件
Hale Waihona Puke F电⊥等势面，指向轨迹弯曲方向
E
v α
α＜90° ，p→Q电场力做正功
电势能减少，动能增加 P点密集，加速度大
学习目标
知识储备
学习探究
自我检测
2.(电势差、静电力做功的计算)（单选
如图所示,A、B、C三点都在匀强电场
中,已知AC⊥BC，∠ABC＝60°, ＝ AB为等势 面 20 cm,把一个电荷量q＝10－5 C的正电
二、电场线、等势面和运动轨迹等方面的综合 带电粒子在电场中运动时，在电场线密处所受电场力大， 加速度也大；其速度方向沿轨迹的切线方向或与切线相 反的方向，所受电场力的方向沿电场线的切线方向，所 受合外力的方向指向曲线凹侧；其速度方向与电场力方 向夹角小于 90° 时电场力做正功，大于 90° 时电场力做负 功．
E
荷从A移到B，电场力做功为零；从B移
到C，电场力做功为－1.73×10－3 J， 则该匀强电场的电场强度的大小和方向
学习目标
知识储备
学习探究
自我检测
例4 竖直放置的两块足够长的平
行金属板间有匀强电场．其电场 强度为E，在该匀强电场中，用
FT
（1）Eq=mgtan ɵ
q=mgtan ɵ/E mg、Eq不变，沿F方 向做匀加速直线运动 Eq
丝线悬挂质量为m的带电小球，
丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好 平衡，如图所示．请问 (1)小球带电荷量是多少？ (2)若剪断丝线，小球碰到金属 板需多长时间？
学习目标
知识储备
学习探究
自我检测
例2 (单选)两个固定的等量异号点电荷 所产生电场的等势面如图中虚线所示， 一带负电的粒子以某一速度从图中A点
沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最
E
v α
α＜90° ，p→Q电场力做正功
电势能减少，动能增加 P点密集，加速度大
学习目标
知识储备
学习探究
自我检测
2.(电势差、静电力做功的计算)（单选
如图所示,A、B、C三点都在匀强电场
中,已知AC⊥BC，∠ABC＝60°, ＝ AB为等势 面 20 cm,把一个电荷量q＝10－5 C的正电
二、电场线、等势面和运动轨迹等方面的综合 带电粒子在电场中运动时，在电场线密处所受电场力大， 加速度也大；其速度方向沿轨迹的切线方向或与切线相 反的方向，所受电场力的方向沿电场线的切线方向，所 受合外力的方向指向曲线凹侧；其速度方向与电场力方 向夹角小于 90° 时电场力做正功，大于 90° 时电场力做负 功．
E
荷从A移到B，电场力做功为零；从B移
到C，电场力做功为－1.73×10－3 J， 则该匀强电场的电场强度的大小和方向
学习目标
知识储备
学习探究
自我检测
例4 竖直放置的两块足够长的平
行金属板间有匀强电场．其电场 强度为E，在该匀强电场中，用
FT
（1）Eq=mgtan ɵ
q=mgtan ɵ/E mg、Eq不变，沿F方 向做匀加速直线运动 Eq
丝线悬挂质量为m的带电小球，
丝线跟竖直方向成θ角时小球恰好 平衡，如图所示．请问 (1)小球带电荷量是多少？ (2)若剪断丝线，小球碰到金属 板需多长时间？
学习目标
知识储备
学习探究
自我检测
例2 (单选)两个固定的等量异号点电荷 所产生电场的等势面如图中虚线所示， 一带负电的粒子以某一速度从图中A点
沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最
高中物理人教版选修3-1课件：1.8 习题课 电场的能的性质
动能的增量等于mgR
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
再见
编后语
老师上课都有一定的思路，抓住老师的思路就能取得良好的学习效果。在上一小节中已经提及听课中要跟随老师的思路，这里再进一步论述听课时如何 抓住老师的思路。
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）电场力做负功，电势能增加
ΔEp＝qEd＝qUBA ＝－3×10－7×(－160) J＝4.8×10－5 J
目标定位
预习导学
课堂讲义
对点练习
对点练习
电场的能的性质
等势线和运动轨迹
1.如图所示,虚线a、b、c代表 解析
电场中三个等势面,相邻等势面 由P→Q
v
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
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。
2019/8/29
最新中小学教学课件
16
谢谢欣赏！
2019/8/29
最新中小学教学课件
17
强为E.在与环心等高处放有一质量 根据动能定理：
F电
为m、带电荷量＋q的小球，由静 止开始沿轨道运动，下列说法正确
mgR＋EqR＝△EK
的是(BC )
WG＝mgR >0
A.小球在运动过程中机械能恒定
B.小球经过环的最低点时速度最大 △EK＞ mgR
C.小球电势能增加EqR
D.小球由静止释放到达最低点，
方向、受力大小变化；根据运
高一物理选修3-1第一章第3节(电场、电场强度电场线)精品课件
FA
＋q
A
＋q
B
B
FB
※注：检验电荷必须要： 电荷量很小（不影响原电场） 体积很小（可以当作质点）
阅读p11《讨论交流》完成下表：
如图1-3-2点电荷Q产生的电场中： FA
r
＋Q
A 2r
B
q0
FB
2q0 3q0 ...... nq0
...... nF0
检验电荷的电荷量(q)
检验电荷在A点受力大小FA 检验电荷在B点受力大小FB
Q是场源电荷的电量， r是场中某点到场源电荷的距离。
4、p13活动 Q E ＝k 2 r 场强与产生电场电荷的电荷量有关；与p点 到+Q的距离r有关；与检验电荷无关。 场强大小与场源电荷Q成正比；与离场源 电荷的距离r的平方成反比； Q ④ 场强大小是 k 2 ；方向由球心指向球面。 r ⑤ 方向由球面a、b、c指向球心。
3、如何表示点电荷的电场强度？
※ 真空中两静止的点电荷之间的相互作
用力（库仑力）:
F＝k r2
Q1Q2
非接触力
两电荷间相互作用时不直接接 它们之间的相互作用力是怎样 触，它们之间的相互作用是通过别 产生的？ 的物质作用的，这就是电场。
一、电场及其性质
1、电场： 存在于带电体周围的特殊物质。
2、电场的基本性质：（电场的力的性质） 对放入其中的电荷有力的作用。 我们把电场对电荷的作用力称为电场力。
④电场线不相交、不相切。 ⑤电场线不闭合。
E1 E2
三、匀强电场
1、定义：各点电场强度的大小和方向都相同 的电场。
特点： 匀强电场是大小和方向都相同的电场，故匀 强电场的电场线是平行等距的直线 电场方向与电场线平行。
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力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q
是这条轨迹上的三点，由此可知 答案 解析
图1
√A.带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小
B.带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大
C.带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在
P点时的大
D.带电粒子在R点时的加速度大小小于在Q点时的加速度大小
见解析
(2)q在由A到B的过程中电势能的变化量是多少？ 答案 电势能增加4.8×10－5 J
解析 负电荷在由A到B的过程中，电势能增加，增量为 ΔEp＝qEd＝qUBA＝－3×10－7×(－160) J＝4.8×10－5 J.
规律总结
静电场中常用的五种功能关系
类型 电场力做的功等于电势能的减少量 重力做的功等于重力势能的减少量 弹簧做的功等于弹性势能的减少量 合外力做的功等于物体动能的变化量 除重力和系统内弹力之外的其他力做的总功等 于物体机械能的变化量
D.不论图中虚线是电场线还是等势面，a点的电势都高于b点的电势
1234
2.(多选)空间某一静电场的电势φ在x轴上的分布如图10
所示，x轴上两点B、C的电场强度在x轴方向上的分量
分别是EBx、ECx，下列说法中正确的有
√A.EBx的大小大于ECx的大小
B.EBx的方向沿x轴正方向 C.电荷在O点受到的电场力在x轴方向上的分量最大
场线方向的距离.由公式U＝Ed可以得到下面两个结论： 结论1：匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势φC＝φA＋2 φB， 如图7甲 所示.
结论2：匀强电场中若两线段AB∥CD，
且AB＝CD，则UAB＝UCD(或φA－φB＝φC
－φD)，如图乙所示.
甲
乙
图7
2.确定电场方向的方法 先由等分法确定电势相等的点，画出等势线，然后根据电场线与等势面垂 直画出电场线，且电场线的方向由电势高的等势面指向电势低的等势面.
D.在x1～x2之间存在着沿x方向的非匀强电场 图5
针对训练2 (多选)静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图6所示，x
轴正向为场强正方向，带正电的点电荷沿x轴运动，则点电荷 答案 解析
A.x2和x4处电势能相等
√B.由ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1运动到x3的过程中电势能增大
√C.由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小
答案 3g，方向竖直向上
解析
由题意可知，这一电荷必为正电荷，设其电荷量
图12
为q，由牛顿第二定律得，在A点时： mg－kQh2q＝m·34g.在 B 点时：k(0.Q25qh)2－mg＝m·aB，
解得aB＝3g，方向竖直向上.
1234
(2)A、B两点间的电势差(用Q和h表示). 答案 解析 －3khQ
图3
1 2mgh
－m2gqh
答案 解析
方法总结
计算电场力做功的方法，常见的有以下几种： (1)利用电场力做功与电势能的关系求解：WAB＝EpA－EpB. (2)利用W＝Fd求解，此公式只适用于匀强电场. (3)利用公式WAB＝qUAB求解. (4)利用动能定理求解.
例3 为使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀
图中未标明方向的一组虚线可能是电场线，也可能是
等势面，则下列说法正确的是 答案 解析
√A.如果图中虚线是电场线，电子由a点运动到b点，动能减小，
图9
电势能增大
√B.如果图中虚线是等势面，电子由a点运动到b点，动能增大，电势能减小 √C.不论图中虚线是电场线还是等势面，a点的电场强度都大于b点的电场强度
例5 如图8所示，A、B、C表示匀强电场中的三点，它们的电势分别为 φA＝－5 V，φB＝9 V，φC＝2 V.试在图中画出过A、B、C点的三条等势线， 并画出一条过C点的电场线. 答案 解析
见解析
图8
2
达标检测
1.(多选)某同学在研究电子在电场中的运动时，得
到了电子由a点运动到b点的轨迹(如图9中实线所示)，
√D.负电荷沿x轴从B移到C的过程中，电场力先做正功后
做负功
答案 解析
图10
1234
3.如图11所示，A、B、C、D是匀强电场中的四个
点，D是BC的中点，A、B、C构成一个直角三角形，
AB长为1 m，电场线与三角形所在的平面平行，已
知φA＝5 V、φB＝－5 V、φC＝15 V，由此可以判断
A.场强的方向由C指向B
从A到B的过程，由动能定理得mg(h－0.25h)＋qUAB＝0， 解得UAB＝－3khQ.
1234
D.由x1运动至x4的过程中电场力先减小后增大
图6
由题图可知，x1到x4场强先变大，再变小，则点电荷受到的电场力先增
大后减小，C正确，D错误.
由x1到x3及由x2到x4过程中，电场力做负功，电势能增大，知A错误，B 正确.
四、用等分法确定等势线和电场线
1.在匀强电场中电势差与电场强度的关系式为U＝Ed，其中d为两点沿电
速地由A运动到B，必须对电荷施加一恒力F，如图4所
示.若AB＝0.4 m，α＝37°，q＝－3×10－7 C，F＝
1.5×10－4 N，A点电势φA＝100 V.已知sin 37°＝0.6， cos 37°＝0.8.(不计重力)
(1)在图中用实线画出电场线，用虚线画出通过A、B两
图4
点的等势线，并标明它们的电势值；答案 解析
针对训练1 如图2所示，O是一固定的点电荷，虚线
是该点电荷产生的电场中的三条等势线，正点电荷q
仅在电场力的作用下沿实线所示的轨迹从a处运动到
b处，然后又运动到c处.由此可知 答案 解析
A.O为负电荷
B.在整个过程中q的电势能先变小后变大
C.在整个过程中q的速度先变大后变小
√D.在整个过程中，电场力做功为零
表达式 W电＝－ΔEp WG＝－ΔEp W弹＝－ΔEp W合＝ΔEk(动能定理)
W其他＝ΔE(功能原理)
三、E－x、φ－x图象的分析
例4 (多选)某静电场沿x方向的电势分布如图5所示，则 答案 解析
√A.在O～x1之间不存在沿x方向的电场
B.在O～x1之间存在着沿x方向的匀强电场
√C.在x1～x2之间存在着沿x方向的匀强电场
图2
二、电势、电势能、电场力做功的综合分析
例2 如图3所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它
与以正电荷Q为圆心的某圆交于B、C两点，质
量为m、带电荷量为－q的有孔小球从杆上A点
无初速度下滑，已知q≪Q，AB＝h，小球滑到
B点时的速度大小为 3gh.求小球由A到C的过程
中静电力做的功及A、C两点间的电势差.
答案 解析
B.场强的方向垂直AD连线斜向上
C.场强的大小为10 V/m
√D.场强的大小为 20 3
3
V/m
图11
1234
4.如图12所示，Q为固定的正点电荷，A、B两点在Q的正上
方和Q相距分别为h和0.25h，将另一点电荷从A点由静止释
放，运动到B点时速度正好变为零，若此电荷在A点处的加
速度大小为 34g，求： (1)此电荷在B点处的加速度；
总结提升
1.速度方向沿运动轨迹的切线方向，所受电场力的方向沿电场线的切线方 向或反方向，所受合外力的方向指向曲线凹侧. 2.电势能大小的判断方法 (1)电场力做功：电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加. (2)利用公式法：由Ep＝qφ知正电荷在电势高处电势能大，负电荷在电势低 处电势能大.
第一章 静电场
习题课：电场能的性质
学习目标 1.理解电势能、电势差、电势、等势面的概念. 2.能求解电场力做的功和电场中的电势. 3.掌握匀强电场中电势差与电场强度的关系.
内容索引
题型探究
达标检测
1
题型探究
一、电场线、等势面和运动轨迹的综合
例1 如图1所示，虚线a、b、c代表电场中的
三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场