高中物理静电场(二)第7节学案
人教版第二册必修静电场教案
深刻明白得静电场的三个特性和两个形象化描述手腕上海市大同中学 宋淑光静电场涉及的大体概念比较多，而且又抽象，应增强对它们的明白得和应用．（一）明确静电场的物质特性。
静电场是存在于电荷周围的一种特殊物质，是物质的一种形态，只要有电荷就有电场这种物质，它的存在是通过对放入电场中的电荷受电场力的作用表现出来的。
不管电场中是不是放入电荷，但电场这种物质都是客观存在的。
（二）明确静电场的力特性。
电场的大体特性是对放入电场的电荷有电场力的作用。
电场具有力的性质。
为了描述这种特性引入电场强度这一概念。
关于电场强度的经常使用公式有三个：q F E =、2rQ k E =和d UE =．可从物理意义、引入进程及适用范围三个方面进行比较．qFE =是电场强度的概念式．引入查验电荷q 是为了研究电场的力的性质．事实上场强的大小跟查验电荷的电量q 的大小无关，场壮大小反映了电场的强弱，由电场本身的性质决定．那个公式适用于一切电场，包括转变磁场所产生的感应电场．2r QkE =是真空中的点电荷Q 产生的场强的决定式，即场壮大小跟场源电荷的电量Q 成正比，跟离场源电荷的距离r 的平方成反比．它是依照概念式qFE =和库仑定律公式推出的．它只适用于点电荷在真空中所产生的电场．dU E AB=，其中d 是A 、B 两点沿场强方向的距离．公式反映了匀强电场中场强跟电势差的关系．它是在匀强电场中依照求功公式和AB qU W =电导出的．因此那个公式只适用于匀强电场．【例1】：如图所示的是在一个电场中的a 、b 、c 、d 四个点别离引入查验电荷时，电荷所受的电场力F 跟引入的电荷电量之间的函数关系。
下列是说法正确的是 A 、 该电场是匀强电场 B 、 a 、b 、c 、d 四点的电场强度大小关系是E d >E b >E a >E cC 、 这四点的场壮大小关系是E b >E a >E c >E dD 、 无法比较E 值大小 解答：关于电扬中给定的位置，放入的查验电荷的电量不同，它受到的电场力不同，可是电场力F 与查验电荷的电量q 的比值F/q 即场强E 是不变的量，因为F=Eq ，因此F 跟q 的关系的图线是一条过原点的直线，该直线的斜率的大小即表示场强的大小，由此可得出E d >E b >E a >E c 。
高中物理第一章静电场第7节静电现象的应用教学案新人教版选修
第7节静电现象的应用1．静电平衡状态是指处在电场中的导体内的自由电子不再发生定向移动的状态。
2．处于静电平衡状态的导体是一个等势体，其表面是等势面，其内部电场强度处处为零。
3．尖端放电现象是导体尖端失去电荷的现象。
4．金属壳达到静电平衡时，其内部不受外部电场影响，金属壳的这种作用叫静电屏蔽。
一、静电平衡状态、导体上电荷的分布1．静电平衡状态导体中(包括表面)自由电子不再发生定向移动，我们就认为导体达到了静电平衡状态。
2．静电平衡状态下导体的特点(1)处于静电平衡状态的导体，内部电场处处为零。
(2)处于静电平衡状态的整个导体是一个等势体，它的表面是一个等势面。
(3)表面处的电场强度不为零，方向跟导体表面垂直。
3．导体上电荷的分布(1)处于静电平衡状态的导体，内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。
(2)在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积上的电荷量)越大，凹陷的位置几乎没有电荷。
二、尖端放电和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，电离后的异种离子与尖端的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷当金属外壳达到静电平衡时，内部没有电场，因而金属的外壳会对其内部起保护作用，使它内部不受外部电场的影响应用或防应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施应用：电学仪器外面有金属壳，野外高压线上方还有两条导线与大地相连止防止：高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失1．自主思考——判一判(1)处于静电平衡状态的导体内部任意两点间的电势差为零。
(√)(2)静电平衡状态下的导体内部场强处处为零，导体的电势也为零。
(×)(3)因为外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的合电场为0，所以处于静电平衡的导体内部电场处处为0。
(√)(4)避雷针能避免建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地。
(×)(5)用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则验电器箔片能张开。
1.7选修3-1 第一章 静电场 第七节 静电现象的应用 导学案 教师版
第一章静电场第七节静电现象的应用达标检测一、单项选择题1．在医疗手术中，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要用导电材料制成，医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套，一切设备要良好接地，甚至病人身体也要良好接地，这样做是为了()A．除菌消毒B．消除静电C．利用静电D．防止漏电解析：医生和护士要穿由导电材料制成的鞋子和外套是为了将身上的静电导走，B正确．答案：B2．避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是()A．云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地B．避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷C．云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地D．以上说法都不对解析：云层在靠近避雷针时，在避雷针尖端感应出与云层中的电荷电性相反的电荷，达到一定程度就向空中放电，中和云层中的电荷，从而避免雷击，所以选项B正确．答案：B3．每到夏季，我省各地纷纷进入雨季，雷雨等强对流天气频繁发生．当我们遇到雷雨天气时，一定要注意避防雷电．下列说法正确的是()①不宜使用无防雷措施的电器或防雷措施不足的电器及水龙头②不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙，远离带电设备③固定电话和手提电话均可正常使用④在旷野，应远离树木和电线杆A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④解析：表面具有突出尖端的导体，在尖端处的电荷分布密度很大，使得其周围电场很强，就可能使其周围的空气发生电离而引发尖端放电．固定电话和手提电话的天线处有尖端，易引发尖端放电造成人体伤害，故不能使用．答案：B4．某农村小塑料加工厂的高频热合机(焊缝用)产生的电磁波频率和电视信号频率接近，由于该村尚未通有线电视信号，空中的信号常常受到干扰，在电视荧屏上出现网状条纹，影响正常收看．为了使电视机不受干扰，可采取的办法是()A．将电视机用一金属笼子罩起来B．将电视机用一金属笼子罩起来，并将金属笼接地C．将高频热合机用一金属笼子罩起来D．将高频热合机用一金属笼子罩起来，并将金属笼接地解析：为了使电视机能接收电磁波信号，但又不接收高频热合机产生的电磁波，应将高频热合机产生的电磁波信号屏蔽，而接地金属笼子具有屏蔽内电场的作用，故选项D正确．答案：D5.导体球壳B带有正电荷Q，其中心处放有导体球A，用细金属丝通过B上的小孔与地相连(细金属丝不与球壳B相碰)，如图所示．则导体球A()A．不带电B．带正电C．带负电D．可能带正电，也可能带负电解析：球壳B带正电荷后，附近的大地因静电感应将带上负电，由于导体A与大地相连，相当于近端，因此，A上也会感应出一定量的负电荷，故选项C正确．答案：C6．如图，把一个不带电的枕型导体靠近带正电的小球，由于静电感应，在a、b两端分别出现负、正电荷，则以下说法正确的是()导练案装订线A．闭合开关S1，有电子从枕型导体流向大地B．闭合开关S2，有电子从枕型导体流向大地C．闭合开关S1，有电子从大地流向枕型导体D．闭合开关S2，没有电子通过开关S2解析：在S1、S2都闭合前，对枕型导体，它的电荷是守恒的，a、b出现负、正电荷等量，当闭合开关S1、S2中的任何一个以后，便把大地与导体连通，使大地也参与了电荷转移，因此，导体本身的电荷不再守恒，而是导体与大地构成的系统中电荷守恒，由于静电感应，a端仍为负电荷，大地远处应感应出正电荷，因此无论闭合开关S1还是开关S2，都应有电子从大地流向导体，故C选项正确．答案：C二、多项选择题7．根据所学知识分析，人在进行高压带电作业操作前必须做的准备工作和操作过程可能发生的情况是() A．人不需要做什么准备，只要操作时注意就可以保证安全B．人在操作前必须要戴上用金属丝网制成的手套、帽子，穿上屏蔽服C．手在接触电线的瞬间，也会放电发生危险D．手在接触电线的瞬间，也会放电，但没有危险解析：当人在操作前戴上用金属丝网制成的手套、帽子，穿上屏蔽服时，接触电线的瞬间，也会放电，但电荷只分布在丝网的外表面，形成静电屏蔽，丝网内部无电场，人不会有危险．答案：BD8．如图所示，在绝缘板上放有一个不带电的金箔验电器A和一个带正电荷的空腔导体B.下列实验方法中能使验电器箔片张开的是()A．用取电棒C(带绝缘柄的导体棒)先跟B的内壁接触一下后再跟A接触B．用取电棒C先跟B的外壁接触一下后再跟A接触C．用绝缘导线把验电器跟取电棒C的导体部分相连，再把取电棒与B的内壁接触D．使验电器A靠近B解析：在A选项中先和B的内壁接触后，由于B的内壁本身没有净电荷，所以再接触A时验电器箔片不张开；而B项中可以使C球带电，从而使A球带电；C项中用绝缘导线实际上将验电器和B连成了一个导体，A 球因接触而带电．D项中是感应起电，所以B、C、D项正确．答案：BCD9.如图所示，接地的金属板右侧有固定的点电荷＋Q，a、b点是金属板右侧表面上的两点，其中a到＋Q的距离较小，下列说法正确的是()A．由于静电感应，金属板右侧表面带负电，左侧表面带正电B．由于静电感应，金属板右侧表面带负电，左侧表面不带电C．整个导体，包括表面上的a、b点，是一个等势体，且电势等于零D．a、b两点的电场强度不为零，且a，b两点场强方向相同，但a点场强比b点场强要大一些解析：金属板若不接地，右侧表面将有感应的负电荷，左侧表面将有感应的正电荷，现金属板左侧接地，金属板与地球形成了一个大导体，金属板相当于近端，而地球相当于远端，故A选项错误，B选项正确；由处于静电平衡状态导体的特点可知，a、b等势，接地后电势等于零，故C选项正确；金属板是一个等势体，电场线垂直于导体表面，所以a、b两端的场强方向相同．由于a距＋Q较近，b距＋Q较远，a处的电场线较密集，故a 处的场强比b处的场强要大些，D选项正确．答案：BCD10．如图所示，在左边的绝缘支架上插上顶针(其顶端是尖的)，在顶针上装上金属风针，若给风针附近的圆形金属板接上正高压极，风针接负高压极，风针尖端放电会使其旋转起来，下列说法中正确的是()A．风针尖端附近的等势面和电场线分布较密B．风针附近的空气在强电场下发生电离C．空气中的阳离子会向风针的尖端运动D．交换金属板与风针所带电荷电性，风针的尖端会有正电荷射出解析：圆形金属板与风针分别接上正、负高压后，风针附近产生强电场，且风针尖端处电场最强，因此风针尖端附近的电场线分布较密，由于电场线密的地方等势面密，故风针尖端附近的等势面也密．风针附近产生强电场使空气发生电离，空气中的阳离子会向风针的尖端运动与针尖负电荷中和，发生放电观象，而空气中的负离子因受排斥力而向相反方向运动．由于反冲，风针就旋转起来．如果交换金属板与风针电荷电性，风针不可能放出正电荷，导体内只有自由运动的电子．答案：ABC三、非选择题11.利用静电除尘器可以消除空气中的粉尘．静电除尘器由金属管A和悬在管中的金属丝B组成，A和B分别接到高压电源的正极和负极，其装置示意图如图所示．A、B之间有很强的电场，距B越近，场强________(填“越大”或“越小”)．B附近的气体分子被电离成为电子和正离子，粉尘吸附电子后被吸附到________(填“A”或“B”)上，最后在重力作用下落入下面的漏斗中．解析：由题意可知，金属管内电场截面如图所示，由电场的分布可判断出越靠近B场强越大；粉尘吸附电子后带负电，在电场力作用下向A运动．答案：越大 A12.如图所示，绝缘开口空心金属球壳A已带电，今把验电器甲的小金属球与A的内部用导线连接，用带绝缘柄的金属小球B与A内壁接触后再与验电器乙的小球接触，甲、乙验电器离球壳A足够远．那么甲验电器的箔片________，乙验电器的箔片________．(填“张开”或“不张开”)解析：假设A带正电，则正电荷应分布在A的外表面上；所以B与A内壁接触并不能带电，故乙验电器的箔片不会张开．不管甲接A的外表面还是内表面，验电器的金属球导电杆和金属箔通过导线，与A就构成一个整体，因平衡状态下带电体电荷只分布在外表面上，由于验电器在A的外部，也就成了这个整体的外表面的一个部分．因此，无论甲的另一端与A什么地方接触，验电器一定带电，故箔片会张开．答案：张开不张开13.如图所示，一导体AB放在一负电荷的电场中，导体AB与大地是绝缘的，当导体处于静电平衡时，(1)比较A端和B端电势的高低．(2)比较A点和B点场强大小．(3)比较A、B端外表面场强大小．(4)若A端接地，AB导体带什么电？(5)若把A端和B端用导线连接，A、B端电荷中和吗？答案：(1)AB导体处于静电平衡状态，是等势体，φA＝φB(2)A点和B点场强均为零，E A＝E B＝0(3)利用电场线分布可知A端分布密，E A′>E B′(4)AB导体处于负电荷的电场中，其电势低于大地的零电势，负电荷要从AB流向大地，则导体带正电，与A、B哪端接地无关(5)A端和B端等势，电荷不沿导体移动，电荷不会中和。
2019高考物理考前复习利器之静电场和电路：7直流电路多用电表学案20180821394
多用电表【学习目标】1．了解欧姆表的内部结构和刻度特点。
2．了解多用电表的基本结构，学会使用多用电表测量电压、电流和电阻。
3．会用多用电表测量二极管的正、反向电阻，判断二极管的正、负极，会用多用电表探索简单黑箱中的电学元件。
【要点梳理】要点一、欧姆表1．内部构造：欧姆表是由电流表改装而成的，它的内部主要由表头、电源和调零电阻组成．2．基本原理欧姆表是根据闭合电路欧姆定律制成的，它的原理如图所示，G是电流表（表头），内阻为R，满偏电流g I，电池的电动势为E，内阻为r，电阻R是可变电阻，也叫调零电阻．g（1）当红、黑表笔相接时（如图甲所示），相当于被测电阻R 0，调节R的阻值，x使Er RRgIg，则表头的指针指到满刻度，所以刻度盘上指针指在满偏处定为刻度的零点，r R R、是欧姆表的内阻．g（2）当红、黑表笔不接触时（如图乙所示），相当于被测电阻，电流表中没电流，表头的指针不偏转，此时指针所指的位置是刻度的“”点．（3）当红、黑表笔间接入被测电阻R时（如图丙所示），通过表头的电流xIEr R RRg x．改变R，电流I随着改变，每个xR值都对应一个电流表，在刻度盘x上直接标出与I值对应的R，就可以从刻度上直接读出被测电阻的阻值．x（4）当R R R r时，1I I，指针半偏，令欧姆表内阻g g2R R R r内，则当g指针半偏时，表盘的中值电阻R R RR r、内．g要点诠释：（1）当欧姆表未接入电阻，处于断路状态，即R 时，电路中没有电流，指针不x偏转，故刻度盘最左端为处．故当电路接入电阻后如果偏角很小。
表明被测电阻阻值较大．（2）当欧姆表表笔直接相连，即R 0时，表路中电流最大．指针偏满，故电阻零刻x度在最右端满偏电流处．（3）R与I是非线性关系，故电阻挡表盘刻度不均匀．从表盘上看，“左密右疏”，x电阻零刻度是电流最大刻度，电阻“”刻度是电流零刻度．要点二、多用电表1．功能：多用电表又叫“万用表”，是一种集测量交流与直流电压、电流和电阻等功能于一体的测量仪器，它们共用一个表头．由于它具有用途多、量程广、使用方便等优点，在科学实验、生产实践中得到广泛应用．2．外部结构：2如图所示是一种多用电表外形图，表的上上半部分为表盘，下半部分是选择开关，周围标有测量功能的区域及量程．将选择开关旋转到电流挡，多用电表内的电流表电路就被接通，选择开关旋转到电压挡或电阻挡，表内的电压表电路或欧姆表电路就被接通．在不使用时，应把选择开关旋到OFF挡，或交流电压最高挡．要点诠释：除了机械式多用电表，还有数字式多用电表．数字电表的测量值以数字形式直接在液晶显示屏上显示，使用方便．数字式多用电表内部装有电子电路，这样可以使电表对被测电路的影响减到最小，同时还可具有多种其他功能．要点三、实验：练习使用多用电表使用多用电表前应先检查其机械零件．若一开始指针不正对电流的零刻度，应调节多用电表的机械零点调节旋钮，使指针正对零刻度．1．用多用电表测量小灯泡的电压（1）将功能选择开关旋到直流电压挡．（2）根据待测电压的估计值选择量程．如果难以估测待测电压值，应按照从大到小的顺序，先将选择开关旋到最大量程上试测，然后根据测量出的数值，重新确定适当的量程再进行测量．（3）测量时，用红、黑测试笔使多用电表跟小灯泡L并联，注意使电流从“+”插孔流人多用电表，从“－”插孔流出多用电表，检查无误后再闭合开关S，如图所示．（4）根据挡位所指的量程以及指针所指的刻度值，读出电压表的示数．2．用多用电表测量通过小灯泡的电流（1）多用电表直流电流挡在电流表原理相同，测量时应使电表与待测电路串联．（2）红表笔插入“+”插孔，黑表笔插入“－”插孔．测量时，使电流从红表笔流入（即红表笔与电源正极相接的一端），从黑表笔流出（即黑表笔与电源负极相接的一端）．如图所示．（3）多用电表直流电流挡是毫安挡，不能测量比较大的电流．（4）测电流时，选择适当的量程，使表针偏转尽量大一些，测量结果比较准确．要点诠释：无论测电流还是测电压，都应使指针偏转尽量大一些，测量结果较准确．3．用多用电表测量定值电阻（1）首先根据估测电阻的大小选合适挡位，通常按大量程挡向小量程挡顺序选择；（2）电阻调零：两表笔短接，调整调零电阻，使指针指到最大电流处或0Ω处；（3）测量读数：读数时要乘倍率．（4）用毕选择开关拨离欧姆挡，一般旋至交流电压最高挡或“OFF”挡上．要点诠释：①每次换挡后均要重新欧姆调零．②被测电阻要与电源等其他元件断开．③要合理选择挡住（即倍率），使指针尽可能指在中值刻度附近，以减少测量误差．4．用多用电表测量二极管的正反向电阻（1）二极管的单向导电性①晶体二极管是用半导体材料制成的，它有两个极，一个叫正极，一个叫负极，它的符号如图：②晶体二极管具有单向导电性（符号上的箭头表示允许电流通过的方向）．当给二极管加正向电压时，它的电阻很小，电路导通（如图甲所示）；当给二极管加反向电压时，它的电阻很大，电路截止（如图乙所示）．（2）欧姆表中电流的方向多用电表做欧姆表用时，电表内部的电源接通，电流从欧姆表的黑表笔流出，经过被测电阻，从红表笔流入．（3）测二极管的正、反向电阻①测正向电阻用多用电表的欧姆挡，量程拨到“10Ω”的位置上，将红表笔插入“+”插孔，黑表笔插入“－”插孔，然后两表笔短接进行电阻挡调零后，将黑表笔接触二极管的正极，红表笔接触二极管的负极，稳定后读取示数乘上倍率求出正向电阻R（如图甲所示）．1。
最新高考物理 第七章 静电场学案.doc
第七章静电场[全国卷5年考情分析]基础考点常考考点命题概率常考角度物质的电结构、电荷守恒(Ⅰ)静电现象的解释(Ⅰ)点电荷(Ⅰ)库仑定律(Ⅱ)电场线(Ⅰ)静电场(Ⅰ)示波管(Ⅰ)以上7个考点未曾独立命题电场强度、点电荷的场强(Ⅱ)'13Ⅰ卷T15(6分)，'13Ⅱ卷T18(6分)综合命题概率30%(1)电场强度的求解，电场线、等势线与带电粒子运动轨迹的判断问题(2)电势、电势能、电势差与电场强度的关系，以及U＝Ed的应用问题(3)电容器的动态变化问题，电容器与平衡条件的综合问题(4)带电粒子在匀强电场中的运动问题(5)用功能关系的观点处理带电体在电场中的运动问题电势能、电势(Ⅰ)'17Ⅰ卷T20(6分)，'17Ⅲ卷T21(6分)'16Ⅱ卷T15(6分)，'16Ⅲ卷T15(6分)'14Ⅰ卷T21(6分)，'14Ⅱ卷T19(6分)综合命题概率60%电势差(Ⅱ)综合命题概率50%匀强电场中电势差与电场强度的关系(Ⅱ)'15Ⅰ卷T15(6分)综合命题概率50%常见电容器(Ⅰ)'16Ⅰ卷T14(6分)'15Ⅱ卷T14(6分)综合命题概率50%电容器的电压、电荷量和电容的关系(Ⅰ)带电粒子在匀强电场中的运动(Ⅱ)'17Ⅱ卷T25(20分)，'16Ⅰ卷T20(6分)'15Ⅱ卷T24(12分)，'13Ⅱ卷T24(14分)综合命题概率75%第1节电场力的性质(1)任何带电体所带的电荷量都是元电荷的整数倍。
(√) (2)点电荷和电场线都是客观存在的。
(×) (3)根据F ＝kq 1q 2r 2，当r →0时，F →∞。
(×) (4)电场强度反映了电场力的性质，所以电场中某点的电场强度与试探电荷在该点所受的电场力成正比。
(×)(5)电场中某点的电场强度方向即为正电荷在该点所受的电场力的方向。
(新课标)高考物理总复习 第七章 静电场教案-人教版高三全册物理教案
第七章静电场考纲要求考情分析物质的电结构、电荷守恒Ⅰ电势能、电势Ⅰ1.命题规律从近几年高考试题来看，高考对本章内容主要以选择题的形式考查静电场的基本性质，以综合题的形式考查静电场知识与其他知识的综合应用。
2.考查热点(1)电场的基本概念和性质；(2)牛顿运动定律、动能定理及功能关系在静电场中的应用；(3)带电粒子在电场中的加速、偏转等问题。
静电现象的解释Ⅰ电势差Ⅱ点电荷Ⅰ匀强电场中电势差与电场强度的关系Ⅱ库仑定律Ⅱ带电粒子在匀强电场中的运动Ⅱ静电场Ⅰ示波管Ⅰ电场强度、点电荷的场强Ⅱ常见电容器Ⅰ电场线Ⅰ电容器的电压、电荷量和电容的关系Ⅰ第35课时电荷守恒和库仑定律(双基落实课)[命题者说] 学习本课时，要了解静电现象和物体带电的特点，理解电荷守恒定律，理解库仑定律和点电荷的概念。
本课时虽然不是高考的重点考点，但掌握本课时内容，可以为复习后面知识打下坚实的基础。
一、静电现象、电荷守恒1.电荷(1)三种起电方式：摩擦起电，接触起电，感应起电。
(2)两种电荷：自然界中只存在两种电荷——正电荷和负电荷。
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
(3)元电荷：电荷的多少叫作电荷量，通常把e＝1.6×10－19 C的电荷量叫作元电荷。
2．对元电荷的理解(1)元电荷是自然界中最小的电荷量，任何带电体的电荷量都是元电荷的整数倍。
(2)元电荷等于电子所带的电荷量，也等于质子所带的电荷量，但元电荷没有正负之分。
(3)元电荷不是点电荷，电子、质子等微粒也不是元电荷。
3．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；在转移过程中，电荷的总量保持不变。
[小题练通]1．M 和N 是原来都不带电的物体，它们互相摩擦后M 带正电荷1.6×10－10C ，下列判断中正确的是( )A ．在摩擦前M 和N 的内部没有任何电荷B ．摩擦过程中电子从N 转移到了MC ．N 在摩擦后一定带负电荷1.6×10－10CD ．M 在摩擦过程中失去了1.6×1010个电子解析：选C 由物质的电结构可知，摩擦前M 、N 内部存在电荷，A 错误；摩擦后M 带正电，故摩擦过程中电子从M 转移到N ，B 错误；由电荷守恒定律，C 正确；电子所带电荷量为1.6×10－19C ，可见D 错误。
高考物理 模型系列之对象模型 专题07 静电场模型学案-人教版高三全册物理学案
专题07 静电场模型模型界定本模型主要归纳电场的产生、描述以及一种特殊电场＿＿匀强电场的性质，不涉及点电荷的电场．模型破解1.静电场的产生静电场产生于带电体的周围．2.静电场的基本性质对放入其中的电荷产生力的作用3.静电场的描述(i)电场的力的性质(I)电场强度放入电场中某点的电荷所受的电场力与所带电荷量的比值，E=F/q．电场强度是矢量，方向与放在该处的正电荷受力方向相同．当空间几个带电体同时存在时，他们的电场互相叠加形成合电场．合电场的电场强度等于各个带电体单独存在时所产生的电场强度的适量和．电场强度是绝对的，在场源电荷确定的情况下，空间每点场强的大小与方向都是唯一确定的．④与电场力的关系：F=qE(II)电场线为了形象地描述电场，人为地在电场中画出一系列从正电荷（无限远）出发到无限远（负电荷）终止的曲线（或直线），使曲线上每一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致．①电场线是起始于正电荷，终止于负电荷（或终止于无穷远处），或者电场线是起始于无穷远处，终止于负电荷.电场线不闭合.②电场线上任一点的切线方向都跟该点的电场强度方向一致.③电场线分布的疏密反映了电场的强弱，电场线分布密的地方电场强，电场线分布疏的地方电场弱.④电场线永远不相交，因为电场中某一点的电场强度只有惟一确定的方向，只能有一条电场线通过该点.⑤电场线不是客观存在的，它是为了形象地描述电场而假想的.６电场线不是带电粒子的运动轨迹．一般情况下，带电粒子在电场中的运动轨迹不会与电场线重合，只○受电场力的带电粒子，只有同时满足以下两个条件时，两者才会重合：一是电场线为直线；二是电荷初速度为零，或速度方向与电场线平行．(III)计算电场强度的四种方法(a)计算电场强度的常用方法——公式法E=F/q是电场强度的定义式：适用于任何电场，电场中某点的场强是确定值，其大小和方向与试探电荷无关，试探电荷q充当“测量工具”的作用.E=kQ/r2是真空中点电荷电场场强的计算式，E由场源电荷Q和某点到场源电荷的距离r决定.E=U/d是场强与电势差的关系式，只适用于匀强电场，注意式中的d为两点间的距离在场强方向的投影.(b)计算多个电荷形成的电场场强的方法——叠加法当空间的电场由几个点电荷共同激发的时候，空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和，其合成遵守矢量合成的平行四边形定则.(c)计算特殊带电体产生场强的方法补偿法对于某些物理问题，当待求的A直接去解很困难或没有条件求解时，可设法补上一个B，补偿的原则是使A+B成为一个完整的模型，从而使A+B变得易于求解，而且，补上去的B也必须容易求解.那样，待求的A 便可从两者的差值中获得，问题就迎刃而解了，这就是解物理题时常用的补偿法.用这个方法可算出一些特殊的带电体所产生的电场强度.微元法在某些问题中，场源带电体的形状特殊，不能直接求解场源在空间某点所产生的总电场.可将场源带电体分割，在高中阶段，这类问题中分割后的微元常有部分微元关于待求点对称，就可以利用场的叠加及对称性来解题.(d)计算感应电荷产生场强的有效方法——静电平衡法根据静电平衡时导体内部场强处处为零的特点，外部场强与感应电荷产生的场强（附加电场）的合场强为零，可知E感=-E外，这样就可以把复杂问题变简单了.(IV)E-x图象在给定了电场的E-x 图象后，可以由图线确定场强的变化情况，电势的变化情况，图中E-x 图线与x 轴所围图形面积表示电势差.在与粒子运动相结合的题目中，可进一步确定粒子的电性、动能变化、电势能变化等情况.在这类题目中，还可以由E-x 图象假设某一种符合E-x 图线的电场，利用这种已知电场的电场线分布、等势面分布或场源电荷来处理相关问题.(ii)电场的能的性质(I)电势电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，q /εϕ=. 电势是标量，无方向，但有正负.当空间存在多个场源或存在多种电场时，空间某一点的电势等于各场单独存在时在该点产生的电势的代数和.电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压.B A AB U ϕϕ-=，A B BA U ϕϕ-=，AB BA U U -=.④电势是相对的，与零电势点位置的选取有关．电势差是绝对的，只取决于电场本身与两点在电场中的位置．⑤电势能与电势的关系：ϕεq =电场力做功与电势差的关系：AB ABqU W =(II)等势面电场中电势相等的点组成的面 等势面一定与电场线垂直，即跟场强的方向垂直.在同一等势面上移动电荷时电场力不做功.电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面.④任意两个等势面都不会相交.⑤等差等势面越密的地方电场强度越大，即等势面分布的疏密可以描述电场的强弱. (III)比较电势高低的几种方法利用电场线沿电场线方向，电势越来越低.利用电势差判断出U AB 的正负，再由B A AB U ϕϕ-=比较A ϕ、B ϕ的大小．利用点电荷电场中电势分布取无穷远处为零电势点，正电荷周围电势为正值，且离正电荷近处电势高；负电荷周围电势为负值，且离负电荷近处电势低.④利用电势叠加若有多个场源时，每个场源产生的电场中的电势已知或易于判定，可先将每个电场的电势先判定后叠加从而得到总电势.⑤利用电场力做功情况正电荷在电场力作用下移动时，电场力做正功，电荷由高电势处移向低电势处；正电荷克服电场力做功，电荷由低电势处移向高电势处.对于负电荷，情况正好相反.⑥利用电势能正电荷在电势高处电势能较大；负电荷在电势低处电势能较大.(IV)x -ϕ图象在电场的x -ϕ图象中，除了可以直接从图中了解各点电势大小及变化情况，还可以从图线的斜率上了解各点场强的大小及方向.当x -ϕ图象与粒子运动相结合时，可以涉及到的方面有粒子电性、电势能、电场力做功、动能、速度、加速度等.与E-x 图象类似，也可以由φ-x 图线的特征先假设是某一具有相同x -ϕ变化规律的电场，进而解决问题.(iii)场强与电势的关系场强是描述电场的力的性质的物理量，数值上等于单位正电荷在该处受到的电场力.它是一个矢量.电势是描述电场的能的性质的物理量，数值上等于单位正电荷在该点所具有的电势能，它是一个标量.二者的大小之间无直接的联系，在一个确定的电场中，某一点的场强是确定的，但该点的电势却与零势面的选取有关系：在场强为零的位置电势可以不为零，如两等量同性点电荷连线的中点处，静电平衡状态下的导体内部等；在电势为零的位置场强也可以不为零.如等量异种点电荷连线的中垂面上各点. 严格说来，由x d d U E ∆∆=-==ϕϕϕ12知场强是电势随空间的最大变化率，类似于加速度与速度的关系.当场强为零时，该点电势的变化率为零，若在某一区域内场强处处为零，则该区域内电势的变化率处处为零，即各点电势都相等；若空间某区域场强处处相同，则该区域内各点电势变化率相同，即沿任一方向上电势随距离都是均匀变化的，即同一方向上相同距离的点间电势差相同，只是在不同方向上电势变化率不同，沿场强所在方向上电势变化率最大.电势变化最快.例1.关于静电场，下列结论普遍成立的是（）A电场强度大的地方电势高，电场强度小的地方电势低 B电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关 C在正电荷或负电荷产生的静电场中，场强方向都指向电势降低最快的方向 D 将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点，电场力做功为零【答案】C例２.图为静电除尘器除尘机理的示意图。
近年高考物理总复习第七章静电场基础课2电场的能的性质学案(2021年整理)
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基础课2 电场的能的性质知识排查电势能、电势1.电势能（1)电场力做功的特点:电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关。
(2）电势能①定义:电荷在电场中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时电场力所做的功。
②电场力做功与电势能变化的关系：电场力做的功等于电势能的减少量,即W AB ＝E p A－E p B＝－ΔE p。
2.电势（1）定义：试探电荷在电场中某点具有的电势能E p与它的电荷量q的比值。
(2)定义式：φ＝错误!。
(3)矢标性：电势是标量，有正、负之分，其正（负）表示该点电势比零电势高（低)。
(4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同。
3。
等势面(1)定义:电场中电势相等的各点组成的面.（2)四个特点①等势面一定与电场线垂直。
②在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。
③电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。
④等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小。
电势差1。
定义：电荷在电场中，由一点A移到另一点B时,电场力做功与移动电荷的电荷量的比值。
2。
定义式：U AB＝错误!.3.电势差与电势的关系：U AB＝φA－φB，U AB＝－U BA。
匀强电场中电势差与电场强度的关系1。
电势差与电场强度的关系：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线方向的距离的乘积.即U＝Ed，也可以写作E＝错误!。
河北省石家庄二中高中物理 1.7静电现象的应用导学案(无答案)新人教版选修31
第七节静电现象的应用【学习目标】1．知道静电平衡现象，理解静电平衡状态的导体的特点．2．通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布特点．【自主预习】1．静电平衡状态：．2．静电平衡的特点：（1）；（2）．3．导体上电荷分布的特点：．4．尖端放电：；静电屏蔽：．【我的困惑】【要点突破】1．静电平衡状态下导体的电场2．导体上电荷的分布3．尖端放电4．静电屏蔽【典例剖析】【例1】如图所示，长为L的金属杆原来不带电，在距其左端r处放一个电荷量为q的点电荷．问：(1)金属杆中点处的场强为多少？(2)金属杆上的感应电荷在杆中点P处产生的场强．【例2】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(不与球接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如图所示，于是有( )A．A向左偏离竖直方向，B向右偏离竖直方向B．A的位置不变，B向右偏离竖直方向C．A向左偏离竖直方向，B的位置不变D．A和B的位置都不变【达标检测】1．对于电场中处于静电平衡状态的导体，下列分析不正确的是( )A．导体内部的场强处处为零B．导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面上C．导体内部是外电场与感应电荷电场叠加后的合场强，其大小为零D．处于静电平衡的导体内部的自由电子不再运动2．在下列措施中，能将产生的静电尽快导走的是( )A．飞机轮子上搭地线B．印染车间保持湿度C．复印图片D．电工钳柄装有绝缘套3．如图所示，带电体Q靠近一个接地空腔导体，空腔里面无电荷．在静电平衡后，下列物理量中等于0的是( )A．导体腔内任意点的电场强度B．导体腔内任意点的电势C．导体外表面的电荷量D．导体空腔内表面的电荷量4．如图所示，在原来不带电的金属细杆ab附近P处，放置一个正点电荷，达到静电平衡后( )A．a端的电势比b端的高B．b端的电势比d点的低C．a端的电势不一定比d点的低D．杆内c处电场方向由c指向b5．电工穿的高压作业服是用铜丝纺织的，下列说法正确的是( )A．铜丝编织的衣服不易拉破，所以用铜丝编织B．电工被铜丝纺织的衣服所包裹，使体内电势保持为零，对人体起保护作用C．电工被铜丝纺织的衣服所包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用D．铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用。
高考物理一轮复习专题七静电场考点二电场能的性质教学案(含解析)
考点二 电场能的性质基础点知识点1 静电力做功与电势能 1．静电力做功(1)特点：静电力做功与路径无关，只与初、末位置有关。
(2)计算方法：①W ＝qEd ，只适用于匀强电场，其中d 为沿电场方向的距离。
②W AB ＝qU AB ，适用于任何电场。
2．电势能(1)定义：电荷在电场中具有的势能，数值上等于将电荷从该点移到零势能位置时静电力所做的功。
(2)静电力做功与电势能变化的关系：静电力做的功等于电势能的减少量，即W AB ＝E p A －E p B ＝－ΔE p 。
(3)相对性：电势能是相对的，通常把电荷离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上的电势能规定为零。
知识点2 电势与等势面 1．电势(1)定义：试探电荷在电场中某点具有的电势能与它的电荷量的比值。
(2)定义式：φ＝E p /q 。
(3)矢标性：电势是标量，有正负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低)。
(4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同。
2．等势面(1)定义：电场中电势相等的各点组成的面。
(2)特点：①等势面一定与电场线垂直。
②在同一等势面上移动电荷时电场力不做功(选填“做功”或“不做功”)。
③电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。
④等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小。
知识点3 电势差 匀强电场中电势差与电场强度的关系 1．电势差(1)定义：电荷在电场中，由一点A 移到另一点B 时，电场力做的功与移动的电荷的电荷量的比值。
(2)定义式：U AB ＝W ABq。
(3)电势差与电势的关系：U AB ＝φA －φB ，而U BA ＝φB －φA 。
(4)影响因素：电势差U AB 由电场本身的性质决定，与移动的电荷q 及电场力做的功W AB无关，与零电势点的选取无关。
2．匀强电场中电势差与电场强度的关系 (1)关系式U AB ＝Ed, 其中d 为电场中两点间沿电场方向的距离。
最新版高考物理 第7单元 静电场学案.doc
第七单元静电场高考热点统计要求2014年2015年2016年2017年高考基础要求及冷点统计ⅠⅡⅠⅡⅠⅡⅢⅠⅡⅢ库仑定律Ⅱ15 物质的电结构、电荷守恒、点电荷(Ⅰ)静电现象的解释、静电场(Ⅰ)示波管(Ⅰ)前两个考点为高考基础要求,一般不单独命题,要求理解;示波管是带电粒子在电场中运动的模型应用,属于高考的冷点.电场强度、点电荷的场强Ⅱ21 19 15 15 20 25 21电场线、电势能、电势Ⅰ21 19 15 20 15 20 21电势差Ⅱ24匀强电场中电势差与电场强度的关系Ⅱ带电粒子在匀强电场中的运动Ⅱ25 15 24 20 16 25 21常见电容器、电容器的电压、电荷量和电容的关系Ⅰ14 14 17考情分析1.电场的性质及带电粒子在电场中的运动问题是历年高考的重点.复习时应侧重对基本概念、规律进行认识和理解.掌握描述电场性质的几个物理量,如电场强度、电场线、电势、电势能等,理解平行板电容器的电容,会分析带电粒子在电场中的运动问题.2.电场的性质、电容器、带电粒子在电场中运动的综合问题是近几年高考的热点,这几个考点在明年的高考中考查到的概率仍然很大,复习时应引起高度重视.第19讲电场的力的性质一、电荷及其守恒定律1.元电荷、点电荷(1)元电荷:e=1.60×10-19 C,所有带电体的电荷量都是元电荷的.(2)点电荷:代表有一定电荷量的点,忽略带电体的大小和形状的.2.电荷守恒定律(1)内容: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;在转移过程中,电荷的总量.(2)三种起电方式:起电、起电、起电.二、库仑定律1.内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成,与它们的距离的二次方成,作用力的方向在它们的连线上.2.表达式:F=k,式中k= N·m2/C2,叫作静电力常量.3.适用条件:真空中的.三、电场、电场强度1.电场(1)定义:存在于电荷周围,能传递电荷间相互作用的一种.(2)基本性质:对放入其中的电荷有.2.电场强度(1)定义:放入电场中某点的电荷受到的与它的的比值.(2)定义式:.单位:N/C或V/m.(3)矢量性:规定在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向.四、电场线1.电场线:在电场中画出的一些曲线,曲线上每一点的方向都跟该点的场强方向一致,曲线的疏密表示电场的.电场线不是实际存在的线,而是为了描述电场而假想的线.2.电场线的特点(1)电场线从或无限远处出发,终止于或无限远处.(2)电场线不相交.(3)在同一电场里,电场线越密的地方场强.五、典型电场的电场线分布图19-1【思维辨析】(1)物体带电的实质是电子的转移.()(2)电场和电场线都是客观存在的.()(3)相互作用的两个点电荷,电荷量大的,受到的库仑力也大.()(4)根据F=k,当r→0时,F→∞.()(5)E=是电场强度的定义式,可知电场强度与电场力成正比.()(6)没有电场线的地方不存在电场.()【思维拓展】(多选)如图19-2所示,有一带正电的验电器,当一个金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时,验电器的金箔张角减小,则金属球A的带电情况可能是()图19-2A.金属球可能不带电B.金属球可能带负电C.金属球可能带正电D.金属球一定带负电考点一电荷守恒与库仑定律(1)在用库仑定律公式进行计算时,无论是正电荷还是负电荷,均代入电荷量的绝对值计算库仑力的大小.(2)两个点电荷间相互作用的库仑力满足牛顿第三定律,大小相等、方向相反.(3)由公式F=k可以看出,在两带电体的间距及电荷量之和一定的条件下,当q1=q2时,F最大.1.(电荷守恒)[2016·浙江卷]如图19-3所示,两个不带电的导体A和B,用一对绝缘柱支持使它们彼此接触.把一带正电荷的物体C置于A附近,贴在A、B下部的金属箔都张开()图19-3A.此时A带正电,B带负电B.此时A电势低,B电势高C.移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合D.先把A和B分开,然后移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合2.(电荷守恒和库仑定律)两个所带的电荷量分别为-Q和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)相距为r,它们间的库仑力大小为F.使两小球相互接触,且使二者之间的距离变为,则此时两小球间的库仑力大小为()A.F D.12F3.(库仑力作用下的平衡问题)(多选)如图19-4所示,A、B两球所带的电荷量均为2×10-5 C,质量均为0.72 kg,其中A球带正电荷,B球带负电荷,且均可视为点电荷.A球通过绝缘细线吊在天花板上,B球固定在绝缘棒的一端,现将B球放在某一位置,能使绝缘细线伸直,A球静止且细线与竖直方向的夹角为30°,则A、B两球之间的距离可能为 ()图19-4A.0.5 mB.0.8 mC.1.2 mD.2.5 m4.(库仑力作用下的动力学问题)如图19-5所示,足够大的光滑绝缘水平面上有三个带电质点,A和C围绕B做角速度大小相同的匀速圆周运动,B恰能保持静止,其中A、C和B的距离分别是L1和L2.不计三个质点间的万有引力,则A和C的比荷(电荷量与质量之比)为()图19-5A.■要点总结(1)对于两个均匀带电绝缘球体,可以将其视为电荷集中于球心的点电荷,r为两球心之间的距离.(2)对于两个带电金属球,要考虑金属球表面电荷的重新分布.(3)不能根据公式错误地推论:当r→0时,F→∞.其实,在这样的条件下,两个带电体已经不能再看成点电荷了.考点二电场的叠加1 直角坐标系xOy中,M、N两点位于x轴上,G、H两点坐标如图19-6所示.M、N两点各固定一负点电荷,一电荷量为Q的正点电荷置于O点时,G点处的电场强度恰好为零.静电力常量用k表示.若将该正点电荷移到G点,则H点处场强的大小和方向分别为()图19-6A.,沿y轴正向B .,沿y轴负向C .,沿y轴正向D .,沿y轴负向■题根分析本题通过合电场强度的计算,考查点电荷电场强度的计算,分析时应注意:(1)电场强度三个表达式的比较表达式E=E=k E=公式意义电场强度定义式真空中点电荷电场强度的决定式匀强电场中E与U的关系式适用条件一切电场①真空;②点电荷匀强电场决定因素由电场本身决定,与q无关由场源电荷Q和场源电荷到该点的距离r共同决定由电场本身决定,d为沿电场方向的距离(2)电场强度叠加问题的求解思路:①确定分析计算的空间位置;②分析该处有几个分电场,先计算出各个分电场在该点的电场强度的大小和方向;③依次利用平行四边形定则求出矢量和.■变式网络式题1 如图19-7所示,一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、b、d三个点,a和b、b和c、c和d间的距离均为R,在a点处有一电荷量为q(q>0)的固定点电荷.已知b点处的场强为零,则d点处场强的大小为(k为静电力常量) ()图19-7A.kC.k式题2 已知均匀带电球体在球的外部产生的电场与一个位于球心、所带电荷量与之相等的点电荷产生的电场相同.如图19-8所示,半径为R的球体上均匀分布着总电荷量为Q的电荷,在过球心O的直线上有A、B两个点,O 和B间、B和A间的距离均为R.现以OB为直径在球内挖出一个球形空腔,若静电力常量为k,球的体积公式为V=πr3,则A点处电场强度的大小为()图19-8A.C.式题3 [2017·贵州七校一联]均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场.如图19-9所示,在半球面AB上均匀分布正电荷,总电荷量为q,球面半径为R,CD为通过半球顶点与球心O的轴线,在轴线上有M、N两点,OM=ON=2R.已知M点的场强大小为E,则N点的场强大小为()图19-9A.-EC.+E考点三电场线的理解和应用1.电场线的应用(1)在同一电场里,电场线越密的地方场强越大.(2)电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向.(3)沿电场线方向电势逐渐降低.(4)电场线和等势面在相交处互相垂直.2.两种等量点电荷的电场线比较等量异种点电荷等量同种点电荷电场线分布中垂线上的电场强度O点最大,向外逐渐减小O点为零,向外先变大后变小连线上的电场强度沿连线先变小后变大,中点O处的电场强度最小沿连线先变小后变大,中点O处的电场强度为零2 如图19-10所示,实线为不知方向的三条电场线,从电场中M点以相同的速度沿垂直于电场线的方向飞出a、b两个带电粒子,二者仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示,则()图19-10A.a一定带正电,b一定带负电B.a的速度将减小,b的速度将增大C.a的加速度将减小,b的加速度将增大D.两个粒子的动能一个增大、一个减小式题1 A、B是一条电场线上的两个点,一个带负电的微粒仅在电场力的作用下以一定初速度从A点沿电场线运动到B点,其速度—时间图像如图19-11所示,则这一电场可能是图19-12中的()图19-11图19-12式题2 (多选)如图19-13所示,两个带等量负电荷的小球A、B(可视为点电荷)被固定在光滑的绝缘水平面上,P、N是在小球A、B连线的水平中垂线上的两点,且PO=ON.现将一个电荷量很小的带正电的小球C(可视为质点)从P点由静止释放,在小球C向N点运动的过程中,下列关于小球C的说法可能正确的是()图19-13A.速度先增大,再减小B.速度一直增大C.加速度先增大再减小,过O点后,加速度先减小再增大D.加速度先减小,再增大■方法技巧电场线与轨迹问题的判断方法(1)“运动与力两线法”——画出“速度线”(运动轨迹在初始位置的切线)与“力线”(电场线在初始位置的切线),从两者的夹角情况来分析曲线运动的情况.(2)“三不知时要用假设法”——电荷的正负、场强的方向或等势面电势的高低、电荷运动的方向,若已知其中的任意一个,可顺次向下分析判定各待求量;若三个都不知,则要用假设法分别讨论各种情况.考点四带电体的力电综合问题解答力电综合问题的一般思路3 如图19-14所示,绝缘的水平面上有一质量为0.1 kg的带电物体,物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.75,物体恰能在水平向左的匀强电场中向右匀速运动,电场强度E=1×103 N/C,g取10 m/s2.(1)求物体所带的电荷量;(2)只改变电场的方向,使物体向右加速运动,求加速度的最大值及此时电场的方向.图19-14式题 (多选)[2017·重庆一诊]如图19-15所示,竖直平面内有固定的半径为R的光滑绝缘圆形轨道,水平匀强电场平行于轨道平面向左,P、Q分别为轨道的最高、最低点.质量为m、电荷量为q的带正电小球(可视为质点)在轨道内运动,已知重力加速度为g,场强E=.要使小球能沿轨道做完整的圆周运动,下列说法中正确的是()图19-15A.小球过Q点时速度至少为B.小球过Q点时速度至少为C.小球过Q、P点受轨道弹力大小的差值为6mgD.小球过Q、P点受轨道弹力大小的差值为7.5mg第20讲电场的能的性质一、电势能和电势、等势面1.电势能:电荷在电场中某点具有的势能,等于将电荷从该点移到位置时电场力所做的功.2.电场力做功与电势能变化的关系:电场力做的功等于,即W AB=E p A-E p B=-ΔE p.3.电势:电荷在电场中某点具有的与它的的比值,即:φ=.4.等势面(1)定义:电场中相同的各点构成的面.(2)特点:①等势面一定与垂直,即跟场强的方向垂直.②在同一等势面上移动电荷时电场力做功.③电场线总是从电势高的等势面指向的等势面.④在空间中两等势面相交.⑤等差等势面越密的地方电场强度,越疏的地方电场强度.二、电势差匀强电场中电势差与场强的关系1.电势差(1)定义:电荷在电场中由一点A移到另一点B时,与移动的电荷的比值.(2)定义式:U AB= ;电势差与电势的关系:U AB= ,U AB=-U BA.2.匀强电场中电势差与电场强度的关系(1)电势差与场强的关系式:U AB= ,其中d为电场中两点间沿的距离.(2)在匀强电场中,场强在数值上等于沿方向每单位距离上降低的电势.三、静电平衡导体静电平衡两大特点:①导体内部的场强;②导体是一个等势体,导体表面电势.【思维辨析】(1)电场力做功与重力做功相似,均与路径无关.()(2)电场中电场强度为零的地方电势一定为零. ()(3)电场强度处处相同的区域内,电势一定也处处相同. ()(4)沿电场线方向电场强度越来越小,电势逐渐降低.()(5)A、B两点间的电势差等于将正电荷从A移到B点时静电力所做的功.()(6)电场中,场强方向是指电势降落的方向.()(7)电势有正负之分,因此电势是矢量.()(8)电势的大小由电场的性质决定,与零电势点的选取无关.()(9)电势差U AB由电场本身的性质决定,与零电势点的选取无关. ()(10)整个导体是等势体,导体表面是等势面,但导体表面的场强可能不同.()考点一描述电场的能的性质的物理量1.电势高低常用的两种判断方法(1)沿电场线方向电势逐渐降低.(2)若U AB>0,则φA>φB;若U AB<0,则φA<φB.2.电势能增、减的判断方法(1)做功判断法:电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增大.(2)公式法:E p=qφ,将q、φ的大小、正负号一起代入公式,E p越大,电势能越大.(3)能量守恒法:在电场中,当只有电场力做功时,电荷的动能和电势能相互转化,动能增大,则电势能减小,反之,动能减小,则电势能增大.(4)电荷电势法:正电荷在电势高的地方电势能大,负电荷在电势低的地方电势能大.1 [2015·全国卷Ⅰ]如图20-1所示,直线a、b和c、d是处于匀强电场中的两组平行线,M、N、P、Q是它们的交点,四点处的电势分别为φM、φN、φP、φQ.一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中,电场力所做的负功相等,则()图20-1A.直线a位于某一等势面内,φM>φQB.直线c位于某一等势面内,φM>φNC.若电子由M点运动到Q点,电场力做正功D.若电子由P点运动到Q点,电场力做负功式题1 [2017·福建龙岩质检]以无穷远处的电势为零,在电荷量为q的点电荷周围某点的电势可用φ=计算,式中r为该点到点电荷的距离,k为静电力常量.两电荷量大小均为Q的异种点电荷固定在相距为L的两点,如图20-2所示.现将一个质子(电荷量为e)从两点电荷连线上的A点沿以电荷+Q为圆心、半径为R的半圆形轨迹ABC移到C点,则质子从A点移到C点的过程中,其电势能的变化情况为()图20-2A.增加C.减少式题2 (多选)[2016·全国卷Ⅰ]如图20-3所示,一带负电荷的油滴在匀强电场中运动,其轨迹在竖直平面(纸面)内,且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称.忽略空气阻力.由此可知()图20-3A.Q点的电势比P点高B.油滴在Q点的动能比它在P点的大C.油滴在Q点的电势能比它在P点的大D.油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小■特别提醒根据电势的定义式φ=计算时,φ、E p、q要注意带符号运算.考点二电势差与电场强度的关系在匀强电场中由公式U=Ed得出的“一式二结论”(1)“一式”E=,其中d是沿电场线方向上的距离.(2)“二结论”结论1:匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势φC=,如图20-4所示.图20-4结论2:匀强电场中若两线段AB∥CD,且AB=CD,则U AB=U CD(或φA-φB=φC-φD),如图20-5所示.图20-52 (多选)[2017·全国卷Ⅲ]一匀强电场的方向平行于xOy平面,平面内a、b、c三点的位置如图20-6所示,三点的电势分别为10 V、17 V、26 V.下列说法正确的是()图20-6A.电场强度的大小为2.5 V/cmB.坐标原点处的电势为1 VC.电子在a点的电势能比在b点的低7 eVD.电子从b点运动到c点,电场力做功为9 eV式题 (多选)[2017·安徽马鞍山二中、安师大附中测试]如图20-7所示,在xOy坐标系中有以O点为中心、边长为0.2 m的正方形,顶点A、B、C、D分别在坐标轴上,在该平面内有一匀强电场(图中未画出),已知A、B、C三点的电势分别为3 V、- V、-3 V,则下列说法中正确的是()图20-7A.D点的电势为 VB.该匀强电场的场强大小E=10 V/mC.该匀强电场的场强大小E=10 V/mD.电场场强方向与x轴正方向成θ=30°角■规律总结知道几个点的电势确定电场线的方法:将电势最高的点和电势最低的点相连,根据在匀强电场中经过相等的距离电势差相等,确定连线上与第三个点的电势相等的点,电势相等的两点连线为等势线,根据电场线与等势线垂直即可画出电场线.考点三电场线、等势面和带电粒子轨迹问题1.带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法(1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲),从而分析电场方向或电荷的正负.(2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向,确定静电力做功的正负,从而确定电势能、电势和电势差的变化等.(3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况.2.求电场力做功的四种方法(1)定义式:W AB=Fl cos α=qEl cos α(适用于匀强电场).(2)电势的变化:W AB=qU AB=q(φA-φB).(3)动能定理:W电+W其他=ΔE k.(4)电势能的变化:W AB=-ΔE p=E p A-E p B.3.电场中的功能关系(1)若只有电场力做功,则电势能与动能之和保持不变.(2)若只有电场力和重力做功,则电势能、重力势能、动能之和保持不变.(3)除重力、弹力外,其他各力对物体做的功等于物体机械能的增量.(4)所有外力对物体所做的总功等于物体动能的变化.3 (多选)[2017·天津卷]如图20-8所示,在点电荷Q产生的电场中,实线MN是一条方向未标出的电场线,虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在A、B两点的加速度大小分别为a A、a B,电势能分别为E p A、E p B.下列说法正确的是()图20-8A.电子一定从A向B运动B.若a A>a B,则Q靠近M端且为正电荷C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有E p A<E p BD.B点电势可能高于A点电势式题1 (多选)[2016·海南卷]如图20-9所示,一带正电的点电荷固定于O点,两虚线圆均以O为圆心,两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹,a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点.不计重力.下列说法正确的是()图20-9A.M带负电荷,N带正电荷B.M在b点的动能小于它在a点的动能C.N在d点的电势能等于它在e点的电势能D.N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功式题2 (多选)如图20-10所示,匀强电场中的三个点A、B、C构成一个直角三角形,∠ACB=90°,∠ABC=60°,=d.把一个带电荷量为+q的点电荷从A点移动到B点,电场力不做功;从B点移动到C点,电场力做功为-W.若规定C点的电势为零,则()图20-10A.该电场的电场强度大小为B.C、B两点间的电势差为U CB=C.A点的电势为D.若从A点沿AB方向飞入一电子,其运动轨迹可能是乙■方法技巧在解决电场中的能量问题时常用到的基本规律有动能定理、能量守恒定律,有时也会用到功能关系.(1)应用动能定理解决问题需研究合外力做的功(或总功).(2)应用能量守恒定律解决问题需注意电势能和其他形式能之间的转化.(3)应用功能关系解决该类问题需明确电场力做功与电势能变化之间的对应关系.考点四电场中的图像问题考向一E-x图像(1)E-x图像反映了电场强度随位移变化的规律.(2)E-x图线与x轴围成的“面积”表示电势差,“面积”大小表示电势差大小,两点的电势高低根据电场方向判定.4 (多选)一个电荷量为+q的粒子只在电场力作用下沿x轴做直线运动,规定x轴正方向为电场强度正方向,x 轴上各点的电场强度E随x坐标的变化图线如图20-11所示(已知图线关于O点对称).A(0,x1)、B(0,-x1)为粒子运动轨迹上的两点.下列说法中正确的是()图20-11A.A、B两点的电场强度和电势均相同B.粒子经过A、B两点时的速度大小相同C.粒子经过A、B两点时的加速度相同D.粒子经过A、B两点时的电势能相同考向二φ-x图像(1)电场强度的大小等于φ-x图线的斜率大小,在电场强度为零处,φ-x图线切线的斜率为零.(2)由φ-x图像可以直接判断各点电势的大小,并可根据电势大小关系确定电场强度的方向.(3)在φ-x图像中分析电荷移动时电势能的变化,可用W AB=qU AB,进而分析W AB的正负,然后做出判断.5 (多选)[2017·全国卷Ⅰ]在一静止点电荷的电场中,任一点的电势φ与该点到点电荷的距离r的关系如图20-12所示.电场中四个点a、b、c和d的电场强度大小分别E a、E b、E c和E d.点a到点电荷的距离r a与点a的电势φa已在图中用坐标(r a,φa)标出,其余类推.现将一带正电的试探电荷由a点依次经b、c点移动到d点,在相邻两点间移动的过程中,电场力所做的功分别为W ab、W bc和W cd.下列选项正确的是()图20-12A.E a∶E b=4∶1B.E c∶E d=2∶1C.W ab∶W bc=3∶1D.W bc∶W cd=1∶3式题 (多选)[2017·江苏卷]在x轴上有两个点电荷q1、q2,其静电场的电势φ在x轴上分布如图20-13所示.下列说法中正确的有()图20-13A.q1和q2带有异种电荷B.x1处的电场强度为零C.负电荷从x1移到x2,电势能减小D.负电荷从x1移到x2,受到的电场力增大考向三E p-x图像电场力做功量度电势能的变化,而电场力做功就是力对位移的积累,由E p-E p0=Fx,得E p=E p0+Fx,故E p-x图像的斜率表示电场力,纵截距表示初势能;合力做功量度了动能的变化,如果带电粒子只受电场力的作用,则合力做的功就是电场力做的功,由E k-E k0=Fx,得E k=E k0+Fx,故E k-x图像的斜率表示电场力,纵截距表示初动能.然后根据两图像斜率的变化可判断出电场力的变化,进而判断出电场强度大小的变化.6 (多选)[2017·南昌十校二模]M、N是某电场中一条电场线上的两点,若在M点释放一个初速度为零的电子,电子仅受电场力作用,并沿电场线由M点运动到N点,其电势能随位移变化的关系如图20-14所示,则下列说法中正确的是()图20-14A.电子运动的轨迹为直线B.该电场是匀强电场C.电子在N点的加速度小于在M点的加速度D.电子在N点的动能大于在M点的动能考向四电场分布结合v-t图像根据v-t图像的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化),可确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况,进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化.7 [2017·湖南衡阳一联]两个等量同种点电荷固定于光滑绝缘水平面上,其连线的中垂线上有A、B、C三点,如图20-15甲所示,一个电荷量为2 C、质量为1 kg的带正电的小物块(可视为质点)从C点由静止释放,其运动的v-t图像如图乙所示,其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置,图中标出了图线在B点处的切线.下列说法中正确的是()图20-15A.B点为中垂线上电场强度最大的点,场强E=0.2 N/CB.由C到A的过程中,物块的电势能先减小后增大C.A、B两点间的电势差U AB=5 VD.U CB<U BA第21讲电容器、带电粒子在电场中的运动一、电容器与电容1.电容器(1)组成:任何两个相互靠近又彼此的导体.(2)带电荷量:一个极板所带电荷量的.(3)击穿电压:电容器允许加的电压称为击穿电压.额定电压比击穿电压.2.电容(1)定义:电容器所带的与电容器两极板间电势差U的比值.公式为.(2)单位:法拉(F),常用单位有微法(μF)、皮法(pF).1 F=106μF=1012 pF.(3)平行板电容器电容的决定式:,k为静电力常量.二、带电粒子在电场中的加速1.动力学观点分析:若电场为匀强电场,则有a= ,E= ,v2-=2ad.2.功能观点分析:粒子只受电场力作用,满足.三、带电粒子在匀强电场中的偏转1.运动性质:运动.2.处理方法:运动的分解.(1)沿初速度方向:做运动.(2)沿电场方向:做初速度为零的运动.【思维辨析】(1)电容器所带的电荷量是指每个极板所带的电荷量的代数和. ()(2)电容表示电容器容纳电荷的多少.()(3)电容器的电容与电容器所带的电荷量成反比.()(4)放电后的电容器所带的电荷量为零,电容也为零.()(5)公式C=可用来计算任何电容器的电容.()(6)带电粒子在匀强电场中只能做类平抛运动. ()(7)带电粒子在电场中只受电场力时,也可以做匀速圆周运动.()(8)带电粒子在电场中运动时,重力一定可以忽略不计. ()考点一平行板电容器1 如图21-1所示,平行板电容器的两个极板竖直放置,在两极板间有一个带电小球,小球用一根质量不计的绝缘线悬挂于O点.现给电容器缓慢充电,使两极板所带电荷量分别为+Q和-Q,此时悬线与竖直方向的夹角为.继续给电容器缓慢充电,直到悬线和竖直方向的夹角增大到,且小球与两极板不接触.求第二次充电使电容器正极板增加的电荷量.图21-1式题1 [2016·全国卷Ⅰ]一平行板电容器两极板之间充满云母介质,接在恒压直流电源上,若将云母介质移出,则电容器()A.极板上的电荷量变大,极板间的电场强度变大B.极板上的电荷量变小,极板间的电场强度变大C.极板上的电荷量变大,极板间的电场强度不变D.极板上的电荷量变小,极板间的电场强度不变。
2024-2025学年新教材高中物理第二章静电场的应用章末综合提升教案粤教版必修3
5.题型五：静电场的守恒定律
题目：静电场的能量守恒定律是什么？
答案：静电场的能量守恒定律指出，静电场的能量不会创造或消失，只会从一种形式转化为另一种形式。例如，电荷在静电场中的移动会转化为电势能的改变。
教学难点与重点
1.教学重点：
（1）静电场的基本概念：电场强度、电势差、电场线和等势面。
（2）静电场的能量和静电力的应用：静电吸附、静电喷涂等。
（3）电场强度和电势差的计算方法。
（4）静电场的实验现象和规律。
2.教学难点：
（1）电场强度和电势差的关系：学生难以理解两者之间的联系和区别。
（2）电场线和等势面的绘制：学生难以掌握绘制方法和规律。
-评价学生在展示中的表达能力和团队合作能力。
3.随堂测试：
-通过随堂测试评估学生对静电场知识的掌握程度，包括概念理解、公式应用和问题解决能力。
-分析测试结果，了解学生的弱点，为后续教学提供改进方向。
4.作业完成情况：
-检查学生对课后作业的完成质量，包括对静电场知识的应用和思考。
-评估学生的作业提交情况，确保学生认真对待家庭作业。
（3）静电场的能量和静电力的计算：学生难以理解并应用能量守恒和力的计算方法。
（4）静电场的实验操作和数据分析：学生难以进行实验观察和数据处理。
针对以上重点和难点，教师在教学过程中应针对性地进行讲解和强调，采用合适的教学方法帮助学生突破难点，确保学生对静电场的应用有深入的理解和掌握。
教学资源
软硬件资源：
简短介绍静电场的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。
新课标高中物理选修第7节 静电现象的应用教案
第7节静电现象的应用一、静电平衡状态下的导体的电场1.静电感应现象：把导体放入电场，导体内部的自由电荷在电场力作用下定向移动，而使导体两端出现等量异种电荷的现象。
2.静电平衡状态：导体在电场中发生静电感应现象，感应电荷的电场与原电场叠加，使导体内部各点的合电场强度等于0，导体内的自由电子不再发生定向移动的状态。
3.静电平衡状态的特征(1)处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零。
(2)处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直。
(3)处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，导体的表面为等势面。
二、导体上电荷的分布1.处于静电平衡状态的导体，内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。
2.在导体外表面，越尖锐的位置电荷的密度(单位面积的电荷量)越大、凹陷的位置几乎没有电荷。
三、尖端放电和静电屏蔽1.处于静电平衡状态的导体内部任意两点间的电势差为零。
(√)2.静电平衡状态下的导体内部场强处处为零，导体的电势也为零。
(×)3.处于静电平衡状态下的导体内部的自由电荷静止不动。
(×)4.避雷针能避免建筑物被雷击是因为云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地。
(×)5.用金属网把验电器罩起来，再使带电金属球靠近验电器，则验电器箔片能张开。
(×)对静电平衡的理解[要点归纳]1.静电平衡的实质：金属导体放到场强为E0的电场中，金属中的自由电荷在静电力作用下定向移动导致导体一侧聚集负电荷，而另一侧聚集正电荷，感应电荷在导体内部产生与原电场方向相反的电场，导致合场强减小。
当感应电荷继续增加，合场强逐渐减小，合场强为零时，自由电荷的定向移动停止。
2.对静电平衡的三点理解(1)静电平衡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。
(2)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的。
(3)导体达到静电平衡后内部场强处处为零，是指外电场E与导体两端的感应电荷产生的附加电场E′的合场强为零，E′＝－E。
18学年高中物理静电场第7节静电现象的应用教学案3_1180129170
第7节静电现象的应用一、静电平衡状态下导体的电场和电荷分布┄┄┄┄┄┄┄┄①1．静电感应现象：把导体放入电场，导体内部的自由电荷在电场力作用下定向移动，而使导体两端出现等量异种电荷的现象。
2．静电平衡状态：导体在电场中发生静电感应现象，感应电荷的电场与原电场叠加，使导体内部各点的合电场等于0，导体内的自由电子不再发生定向移动的状态。
3．静电平衡状态的特征(1)处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零。
(2)处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的场强方向必跟该点的表面垂直。
(3)处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，导体的表面为等势面。
4．导体上电荷的分布(1)导体内部没有电荷，电荷只分布在导体的外表面。
(2)在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积的电荷量)越大，凹陷的位置几乎没有电荷。
①[选一选]处于静电平衡中的导体，内部场强处处为零的原因是( )A．导体内部无任何电场B．外电场不能进入导体内部C．所有感应电荷在导体内部产生的合场强为零D．外电场和所有感应电荷产生的电场在导体内部叠加的结果解析：选D 导体内部场强处处为零是由于感应电荷的电场与外电场叠加的结果，D正确。
二、尖端放电和静电屏蔽┄┄┄┄┄┄┄┄②1．电离：导体尖端的电荷密度很大，附近的场强很强，空气中的带电粒子剧烈运动，使空气分子被撞“散”而使正负电荷分离的现象。
2．尖端放电：导体尖端的强电场使附近的空气电离，电离后的异种离子与尖端的电荷中和，相当于导体从尖端失去电荷的现象。
3．静电屏蔽：静电平衡时，导体壳内空腔里的电场处处为零，外电场对壳内不会产生影响。
4．尖端放电和静电屏蔽的应用、防止：(1)尖端放电。
①应用：避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施。
②防止：高压设备中导体的表面尽量光滑会减少电能的损失。
(2)静电屏蔽应用：电学仪器外面有金属壳，野外高压线上方还有两条导线与大地相连。
②[选一选]关于避雷针能够避免建筑物被雷击的原因下列分析错误的是 ( )A ．云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地B ．避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷C ．云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地D ．避雷针由尖锐的导体做成，利用的是尖端放电现象解析：选C 带电荷的云层在避雷针尖端感应出与云层相反的静电，达到一定程度就会发生尖端放电，中和云层中的电荷，同时将云层中的电荷导入大地，避免了雷击现象，A 、B 、D 对，C 错。
近年高考物理大一轮复习 第7章 静电场教学案(2021年整理)
2018高考物理大一轮复习第7章静电场教学案编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018高考物理大一轮复习第7章静电场教学案）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第7章静电场第1节电场力的性质一、电荷及其守恒定律库仑定律1．元电荷、点电荷（1)元电荷：e＝1。
60×10－19 C，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍．（2)点电荷：代表带电体的有一定电荷量的点，忽略带电体的大小和形状的理想化模型．2．电荷守恒定律（1）内容: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；在转移过程中，电荷的总量保持不变．(2）三种起电方式：摩擦起电、感应起电、接触起电．（3）带电实质：物体得失电子．（4)电荷的分配原则：两个形状、大小相同且带同种电荷的导体，接触后再分开，二者带相同电荷；若两导体原来带异种电荷，则电荷先中和，余下的电荷再平分．3．感应起电（1）起电原因:电荷间的相互作用，或者说是电场对电荷的作用．（2）当有外加电场时,电荷向导体两端移动，出现感应电荷，当无外加电场时,导体两端的电荷发生中和．4．库仑定律(1）内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上．（2）表达式：F＝k错误!，式中k＝9.0×109N·m2/C2，叫做静电力常量．(3)适用条件：真空中的点电荷．①在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式；②当两个带电体的间距远大于本身的大小时,可以把带电体看成点电荷．（4)库仑力的方向:由相互作用的两个带电体决定，且同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．二、电场、电场强度1．电场（1)定义：存在于电荷周围,能传递电荷间相互作用的一种特殊物质．（2）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：放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值．(2)定义式：E＝Fq.单位：N/C或V/m。
高中物理 第一章 静电场 第7节 静电现象的应用课件 新人教版必修2
图1
(2)自由电子能否一直定向移动？为什么？
答案 不能.感应电荷产生的电场与外加电场反向，阻碍自由电子的定
向移动，当这两个电场大小相等时，自由电子的定向移动终止.
答案
[知识深化] 1.处于静电平衡状态的导体内部场强为零的本质是外电场E0和感应 电荷产生的电场E′的合场强为0，即E0＝－E′. 2.孤立的带电导体处于静电平衡状态，内部场强为0的本质是分布 在导体外表面的电荷在导体内部的合场强为0. 3.处于静电平衡状态的导体是等势体，表面是等势面，所以导体表 面的电场线应与导体表面垂直.
第一章 静电场
7 静电现象的应用
[学科素养与目标要求] 物理观念： 1.知道什么是静电平衡状态，能说出静电平衡状态下的 导体特点. 2.知道导体上电荷的分布特征，了解尖端放电、静电屏蔽现象及其 成因. 科学探究：1.观察演示实验并对实验现象分析，体会运用所学知识 进行分析推理的方法. 2.查阅并搜集资料，了解静电屏蔽在技术和生活中的应用. 科学思维：会根据静电平衡条件求解感应电荷产生的场强.
体分子撞“散”，也就是使分子中的正负分电离荷
的现象.
2.尖端放电：所带电荷与导体尖端的电荷符号相反的粒子，由吸于引被
_____
中和
失去电荷
而奔向尖端，与尖端上的电荷
象.
避雷针
尖端放电的应用与防止：
，相当于导体从尖端 光滑
的现
①应用：
是利用尖端放电避免雷击的一种设施.
②防止：高压设备0 中导体的表面尽量
针对训练1 (多选)如图3所示，带负电的点电荷旁有
一接地大金属板，A为金属板内的一点，B为金属板
左侧外表面上的一点，下列关于金属板上感应电荷
在A点和B点的场强方向判断正确的是
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高中物理 静电场（二）第7节学习目标1．知道静电感应产生的原因，理解什么是静电平衡状态2．理解静电平衡时，净电荷只分布在导体表面且内部场强处处为零3．知道静电屏蔽及其应用知识点一 静电平衡状态下导体的电场典例探究1. 如图所示，在真空中把一绝缘导体AB 向带负电的小球P 缓慢地靠近(不接触，且未发生放电现象)时，下列说法中正确的是( )A ．B 端的感应电荷越来越多 B ．导体内部场强越来越大C ．导体的感应电荷在M 点产生的场强大于在N 点产生的场强D ．导体的感应电荷在M 、N 两点产生的场强相等2. 如图所示，长为L 的金属杆原来不带电，在距其左端r 处放一个电荷量为q 的点电荷。
问：知识点一 静电平衡状态下导体的电场 自主学习 1.静电感应现象： 放在电场中的导体其内部自由电荷在 作用下定向移动，而使导体两端出现 电荷的现象。
2. 静电平衡状态： 导体中(包括表面) 不再发生定向移动，我们就认为导体达到了静电平衡状态。
3. 静电平衡状态下导体的特点： ① 处于静电平衡状态的导体，内部的 处处为零。
② 处于静电平衡状态的整个导体是一个 ，它的表面是一个等势面。
③ 表面处的场强不为零，表面处的场强方向跟导体表面 。
(1) 金属杆中点处的场强为多少？ (2) 金属杆上的感应电荷在杆中点P 处产生的场强。
【审题指导】 1. 感应电荷的电荷量不是已知，故不能直接求出感应电荷在某点的场强，故由静电平衡条件求解。
2. 内部场强处处为零，因为是两个电场的叠加。
3. 在点电荷－Q 的电场中，一金属圆盘处于静电平衡状态，若圆平面与点电荷在同一平面内，则盘上感应电荷在盘中A 点所激发的附加场强E ′的方向在图中正确的是 挑战自我 4. 如图所示，A 、B 都是装在绝缘柄上的导体，A 带正电后靠近B ，若取地球的电势为零，则（ ）(4) 导体上电荷的分布：① 处于静电平衡状态的导体，内部没有电荷，电荷只分布在 。
② 在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度(单位面积的电荷量) ，凹陷的位置 电荷。
名师点睛1.静电感应现象的原因当不带电的导体处于电场中时，导体内的自由电子在电场力的作用下逆电场线而定向移动，使导体一侧带负电，而另一侧带上正电。
2. 静电平衡实质在达到静电平衡的过程中，外电场引起导体内自由电荷的定向移动使导体两侧出现感应电荷，感应电荷的电场和外电场方向相反，使合场强减小，随着感应电荷的继续增加，合场强逐渐减小，直至感应电荷产生的附加电场E`和原电场E 在导体内叠加为零，即E`=E ，自由电子停止定向移动。
3. 静电平衡的条件导体内部的合场强为零，即E 合＝0。
4.静电平衡状态下导体的特点：⑴ 内部场强处处为零（不为0则自由电子将继续移动直至合场强为0）⑵ 导体中没有自由电荷定向移动（没有静电荷），静电荷只分布在导体的外表面。
⑶ 在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度越大，凹陷的位置几乎没有电荷。
实验证明：法拉第圆筒实验⑷导体表面附近电场线与表面垂直理论证明：中性导体带电后，由于同种电荷相互排斥，净电荷只能分布在表面。
反证法：若内部有自由电荷，则内部场强不为0，导体就不是处于静电平衡状态。
5. 静电平衡时导体周围电场分布上图空间实际电场分布，不会出现虚线电场线。
【特别提示】一个孤立的带电体，在自身所带电荷的电场中，处于静电平衡状态，具有静电平衡的所有特点。
人与大地都是导体，在人摸(触)导体的过程中，带电体、人、大地组成一个新导体，地球往往是新导体的远端。
知识点二静电现象的应用自主学习1. 尖端放电①气体在导体尖端周围的强电场的作用下而被电离，气体被电离后变成带负电的_______和带正电的_____，而与尖端电荷的电性相反的粒子在静电力的作用下奔向尖端，而使尖端电荷______，从效果上看好象是尖端释放了电荷，这个现象叫尖端放电。
②尖端放电的利弊应用：避雷针就是利用了_________而实现了A. 导体B上任意一点的电势为零；B. 导体B上任意一点的电势都为正；C. 导体B上任意一点的电势都为负；D. 导体B上右端点的电势等于左端点的电势。
5. 如图所示,长为10cm的导体棒原来不带电，现将一带电荷量 Q=8．O×lO-10C的正点电荷放在距棒左端5cm处的P点, 达到静电平衡后棒上感应电荷在棒内中点O处产生的场强大小等于_____,方向______。
知识点二静电现象的应用典例探究1. 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(不与球接触)，另有一个悬挂在细线上的带负电的小球B向C靠近，如图所示，于是有( )A．A向左偏离竖直方向，B向右偏离竖直方向中和空气中的电荷，而达到避免雷击的目的；防止：尖端放电会使导到高压设备上电能的损失，故该导体表面要尽量______。
2. 静电屏蔽①形成：处于电场中的导体壳(金属网罩)当达到静电平衡状态时，其内部场强_________，从而实现了对内部物体起到了保护作用，这种装置叫做静电屏蔽。
②应用：高压输电线的上方的______与大地连接而形成一个静电屏蔽，对高压线起到了保护作用。
3. 想一想：为什么在钢筋水泥结构的楼房内手机的信号要比室外差？名师点睛1. 静电屏蔽的本质静电屏蔽实质是利用了静电感应现象，使金属壳内的感应电荷的电场和外加电场矢量和为零，好像是金属壳将外电场“挡”在外面，即所谓的屏蔽作用，其实是壳内两种电场并存，矢量和为零而已。
2．静电屏蔽的两种情况(1) 金属壳内部不受外部影响现象：由于静电感应，验电器箔片张开。
如图甲，将验电器放入导体网罩内部后验电器箔片不张开，如图乙，即外部电场影响不到导体内部。
本质：是静电感应，导体外表面感应B．A的位置不变，B向右偏离竖直方向C．A向左偏离竖直方向，B的位置不变D．A和B的位置都不变【审题指导】(1) 金属球壳(网)可使内部电荷不受外部电场影响。
(2) 不接地金属球壳(网)内的电荷对外部电荷有影响。
(3) 接地金属球壳(网)内的电荷对外部电荷无影响。
【学霸提示】空腔可以屏蔽外界电场，接地的空腔可以屏蔽内部的电场，其本质都是因为激发电场与感应电场叠加的结果，分析中应特别注意分清是哪一部分电场，还是合电场作用的结果。
2. 如图所示，用起电机使金属鸟笼带电，站在金属架上的鸟安然无恙，且不带电，其原因是( )A．鸟的脚爪与金属架绝缘B．鸟与笼电势相同，无电势差C．鸟笼内部场强为零，电荷分布在笼的外表面电荷与外电场在导体内部任一点的场强的叠加结果为零。
(2) 接地的封闭导体壳，内部电场对外部没有影响现象：①如图甲导体壳没有接地时，处于内部电场中，达到静电平衡，导体壳内外表面出现等量异种电荷，壳内外表面之间场强处处为零，壳外场强不为零。
②导体壳接地后，如图乙所示，导体壳外的正电荷被大地负电荷中和，正电荷出现在地球的另一端无穷远处，导体壳内外表面之间及导体外部场强处处为零，导体外部空间不受内部电场影响。
本质：仍然是静电感应，使导体内表面感应电荷与壳内电荷在导体壳表面以外空间叠加结果为零。
【特别提醒】处于静电平衡的导体，内部场强为零，但电势不一定为零。
挑战自我3. 在如图所示的实验中，验电器的金属箔片会张开的是( )4. 如图所示，带电体Q靠近一个接地空腔导体，空腔里面无电荷．在静电平衡后，下列物理量中不等于0的是( )A．导体腔内任意点的电场强度B．导体腔内任意点的电势C．导体外表面的电荷量D．导体空腔内表面的电荷量5. 静电喷涂利用了电荷之间的相互作用，其喷涂原理如图所示，则下列说法正确的是( )A．涂料微粒一定带正电B．涂料微粒一定带负电C．涂料微粒可能带正电，也可能带负电D．喷嘴与工件之间的电场为匀强电场知识点一 静电平衡状态下导体的电场自主学习1. 电场力 等量异号2.自由电子3. 场强 等势体 垂直4.外表面上 越大 几乎无典例探究1.【答案】AC2.【答案】(1) 0 (2) k q r ＋L22，方向向左 【解析】 (1) 金属杆处于静电平衡时内部场强处处为0，故金属杆中点处场强为0。
(2) 内部场强是两个场强的叠加，所以E 感－E ＝0E 感＝E ＝k qr ＋L22， E 感与E 方向相反，E 感的方向向左。
3.【答案】A【解析】在盘中A 点激发的附加场强E ′应与－Q 在A 点产生的场强等大反向，故A 正确。
4.【答案】BD【解析】 处于静电平衡状态下的导体：导体体是个等势体，导体表面是个等势面；故D 正确，由于电场线由正电荷出发终止于负电荷或无穷远，可大致画出电场线的分布，由此可知导体B 上各点的电势均相等且为正。
故B 选项正确。
5.【答案】 720N/C 方向由O 指向P【解析】电场中的导体达到静电平衡后，导体内部场强处处为零，本质上是施感电荷与感应电荷在导体内部该处的合场强等于零。
即：E 施O +E 感O =0（矢量和）而E 施O =2POQ k=720N/C ；由P 指向O ，所以E 感O =720N/C ；方向由O 指向P知识点二 静电现象的应用自主学习 1. 自由电子 离子 中和 尖端放电 光滑 2.处处为零 两条导线3. 静电屏蔽典例探究1. 【答案】B【解析】 带正电的小球A 放在不带电的空心球C 内，由于静电感应，空心球外壳带正电，内壁带负电，因此B 所在处有电场，所以B 在电场力作用下向右偏靠近C ；由于空心球能屏蔽B 球的电场，所以，A 所在处场强为零，故A 球不受电场力，位置不变。
点评：注意电场的分布特点非常重要，C 球金属壳内无电场，所以其内外没有力的直接联系，当B 球靠近时，引起C 球外壳的电荷分布的变化。
2. 【答案】BC3. 【答案】B【解析】A 中不会张开，金属网可以屏蔽外电场；B 中会张开，因为金属网未接地，网内的带电体可以对外界产生影响；C 中不会张开，因为金属网已接地，网内的带电体对网外无影响，网外的带电体对网内也无影响。
4. 【答案】C【解析】静电平衡状态下的导体内部电场强度处处为零，且内表面不带电，故选项A 、D 正确，由于导体接地，故整个导体的电势为0，选项B 正确；导体外表面受带电体Q 的影响，靠近Q 的一端带负电荷，故所带电荷量不为零。
5. 【答案】A【解析】 静电喷涂的原理就是让带电的涂料微粒在强电场的作用下被吸附到工件上，而达到喷涂的目的，喷嘴与工件之间的电场是非匀强电场，选项D 错误；由题图知，待喷涂工件带负电，所以涂料微料应带正电，选项A 正确，B 、C 错误。
点评：静电可以被人们利用，目前，静电的应用已有多种，如静电除尘、静电喷涂、静电植绒、静电复印等方面，但依据的物理原理几乎都是让带电的物质微粒在静电力作用下奔向并吸附到电极上。
课堂小测知识点一静电平衡状态下导体的电场1.导体处于静电平衡状态时，下列说法正确的是（）A．导体内部没有电场 B．导体内部和外表面均有净电荷C．导体内部有电荷的移动 D．以上说法均不正确2．处于静电平衡中的导体，内部场强处处为零的原因是 ( )A．导体内部无任何电场B．外电场不能进入导体内部C．所有感应电荷在导体内部产生的合场强为零D．外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的结果为零3. 如图所示，在原来不带电的金属细杆ab附近P处，放置一个正点电荷，达到静电平衡后( )A．a端的电势比b端的高B．b端的电势比d点的低C．a端的电势不一定比d点的低 D．杆内c处电场方向由c指向b知识点二静电现象的应用4．避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是( )A．云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地B．避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷C．云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地D．以上说法都不对5.具有一定厚度的空心球壳的球心位置放置一正电荷，图中画出了其空间电场的电场线分布情况，符合实际情况的是 ( )6.图为静电除尘器除尘机理的示意图。