高中物理 第一章 静电场本章优化总结课件 教科版选修3-1
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高中物理第一章静电场章末优化总结课件选修31高二选修31物理课件
第十九度大小； (2)小球落地点与管的下端口 B 的水平距离．
第二十页，共二十八页。
[解析] (1)小球从 A 运动到 B 的过程中，对小球根据动能定理有： mgl2＋F 电 l1＝12mvB2 －0 又 F 电＝12mg 则 vB＝ gl1＋2l2 代入数据可得 vB＝2.0 m/s.
第六页，共二十八页。
(5)导体静电平衡时，内部场强为零，即感应电荷的场强与外电场的场强等 大反向，E 感＝－E 外． (6)电场线(等势面)确定场强方向，电场线疏密定性确定场强大小． 2．确定电势的思路 (1)定义式：φ＝Eqp. (2)电势与电势差的关系：UAB＝φA－φB.
第七页，共二十八页。
第十二页，共二十八页。
[解析] 由于将 q1、q2 移到无穷远过程外力克服电场力做的功相等，则 q1 在 A 点的电势能等于 q2 在 B 点的电势能，D 错．由于电场力做负功，则电 场线由外指向内，B 点电势高于 A 点电势，A 错．A 点所处电场线密，场 强大，A、B 两点电场强度方向也不同，B 错．据 W＝qU 及 A 点到无穷远 电势差大于 B 点到无穷远电势差，因此 q1 的电荷量小于 q2 的电荷量，C 对． [答案] C
第九页，共二十八页。
4．确定电场力做功的思路 (1)根据电场力做功与电势能的关系求解：电场力做的功等于电势能的减少 量，WAB＝EpA－EpB. (2)应用公式 WAB＝qUAB 计算 符号规定：所移动的电荷若为正电荷，q 取正值；若为负电荷，q 取负值； 若移动过程的始点电势 φA 高于终点电势 φB，UAB 取正值；若始点电势 φA 低于终点电势 φB，UAB 取负值．
静 电
意义：表示电场强弱、方向
电场线特点：不封闭、不相交、垂直于等势面
第二十页，共二十八页。
[解析] (1)小球从 A 运动到 B 的过程中，对小球根据动能定理有： mgl2＋F 电 l1＝12mvB2 －0 又 F 电＝12mg 则 vB＝ gl1＋2l2 代入数据可得 vB＝2.0 m/s.
第六页，共二十八页。
(5)导体静电平衡时，内部场强为零，即感应电荷的场强与外电场的场强等 大反向，E 感＝－E 外． (6)电场线(等势面)确定场强方向，电场线疏密定性确定场强大小． 2．确定电势的思路 (1)定义式：φ＝Eqp. (2)电势与电势差的关系：UAB＝φA－φB.
第七页，共二十八页。
第十二页，共二十八页。
[解析] 由于将 q1、q2 移到无穷远过程外力克服电场力做的功相等，则 q1 在 A 点的电势能等于 q2 在 B 点的电势能，D 错．由于电场力做负功，则电 场线由外指向内，B 点电势高于 A 点电势，A 错．A 点所处电场线密，场 强大，A、B 两点电场强度方向也不同，B 错．据 W＝qU 及 A 点到无穷远 电势差大于 B 点到无穷远电势差，因此 q1 的电荷量小于 q2 的电荷量，C 对． [答案] C
第九页，共二十八页。
4．确定电场力做功的思路 (1)根据电场力做功与电势能的关系求解：电场力做的功等于电势能的减少 量，WAB＝EpA－EpB. (2)应用公式 WAB＝qUAB 计算 符号规定：所移动的电荷若为正电荷，q 取正值；若为负电荷，q 取负值； 若移动过程的始点电势 φA 高于终点电势 φB，UAB 取正值；若始点电势 φA 低于终点电势 φB，UAB 取负值．
静 电
意义：表示电场强弱、方向
电场线特点：不封闭、不相交、垂直于等势面
高二物理教科版选修3-1课件第一章 静电场 章末总结
A.小球通过 C 点的速度大小是 2gh B.小球通过 C 点的速度大小是 v2＋gR
图3
1 2 C.小球由 A 点运动到 C 点电场力做的功是2mv －mgh R 1 2 D.小球由 A 点运动到 C 点损失的机械能是 mg(h－ 2 )－2mv
1 2 3 4
解析
由于 B、C 两点位于正点电荷电场中的同一等势面
F电 3 ax＝ m ＝4g
1 2 3v0 2 此过程小球沿电场方向位移为：x＝2axt ＝ 8g 小球上升到最高点的过程中，电场力做功为：W＝ 9 qU＝F 电 x＝32mv0 2 9mv0 2 解得 U＝ 32q .
答案
9mv0 2 32q
三、用功能观点分析带电粒子在电场中的运动
例1 带电物体在电场中具有一定的电势能，同时还可能具 有动能和重力势能等．因此涉及到电场有关的功和能的问 题应优先考虑利用动能定理和能量守恒定律求解．
图2
解析
由题意可知，微粒受水平向右的电场力qE和竖直向下的重
力mg作用，合力与v0不共线，所以微粒做抛物线运动，A正确；
v0 vC 因 AB＝BC，即 · t＝ · t 可见 vC＝v0.故 B 项正确； 2 2 2 2 m v m v U 1 C 0 2 由 q· ＝ mvC ，得 U＝ ＝ ，故 C 项错误； 2 2 q q mv0 2 Ev0 2 mg 又由 mg＝qE 得 q＝ 代入 U＝ ，得 U＝ ，故 E q g
第一章
静 电 场
学案11 章末总结
网络构建 专题整合 自我检测
库仑定律 静
电 电 场 力 电场强度
点电荷 条件：真空中的_______
Q1Q2 大小：F=________ r2 k
网络构建
高中教科版物理选修3-1素养课件：第一章-1-电荷-电荷守恒定律-
2.如图所示,取一对用绝缘柱支持的导体A和B,使它们彼此接触。起初它们不带 电,贴在下部的金属箔片是闭合的。现在把带正电荷的物体C移近导体A,下列说 法正确的是 ( ) A.A的左端感应出正电荷,B的右端感应出负电荷 B.A上的金属箔张开,B上的金属箔保持闭合 C.把A和B分开,然后移去C,A、B上的金属箔仍保持张开 D.先移去C,再把A和B分开,A、B上的金属箔仍保持张开
【解析】选A。摩擦起电过程是得到和失去电子的过程,因此其实质是电子的转 移,静电感应不是创造了电荷,而是电子从物体的一部分转移到另一部分引起的, 满足电荷守恒定律,故A正确;一个带电物体接触另一个不带电物体,两个物体带 上同种电荷,故B错误;摩擦起电,是因为摩擦而使电荷转移,并不是物体产生电荷, 故C错误;由上分析可知,故D错误。
【典例示范】 【典例1】下列有关起电的说法正确的是 ( ) A.摩擦起电说明电荷是可以创造的 B.感应起电是电荷从物体的一部分转移到另一部分时,失去了部分电子 C.摩擦起电时物体带负电荷是因为在摩擦过程中此物体得到了电子 D.等量的正、负电荷可以中和,说明电荷可以被消灭
【解析】选C。摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体,并没有产 生电荷,物体带负电荷是因为在摩擦过程中此物体得到了电子,A错误、C正确;感 应起电过程中,电荷从物体的一部分转移到另一个部分,总的电荷量不变,B错误; 等量的正、负电荷可以中和,但电荷并没有被消灭,只是整体不显示电性而已,D 错误;故选C。
4.两个完全相同的导体的电荷分配:
(1)两个完全相同的导体,一个带电,另一个不带电。当两个导体接触后再分开
时,两导体所带的电荷量相等,都等于原来电荷量的一半。
(2)两个完全相同的导体,都带有一定量的电荷,若两带电体的电量分别为Q1、Q2, 则它们接触后再分开都带有 Q1 Q2 的电量,式中电量Q1、Q2均包含它们的正负
教科版高中物理选修3-1课件1电荷电荷守恒定律
（1）把带正电荷的物体C移近导体A但不接触，观察金属箔有什
么变化？ （2）这时把A和B分开，然后移去C，金属箔又有什么变化？
（3）再让A和B接触，又会看到什么现象？试用原子结构模型解
释看到的现象. 现象： （1）张开 （2）仍然张开 （3）闭合
14
静电感应：把带电导体靠近不带电的导体，使不带电
导体带电的现象. 感应起电：利用静电感应使物体带电.
11
当两个物体相互摩擦时，一些束缚得不紧的电子容
易从一个物体转移到另一个物体上，于是原来呈电
中性的物体由于得到电子而带负电，失去电子的物
体则带正电，而且两者的电荷量必然等值异号.这
就是“摩擦起电”的原因.
12
思考：
用丝绸摩擦玻璃棒时，电子是怎样转移的？哪个
失去了电子？哪个得到了电子？用毛皮摩擦橡胶
C.b立即把a排斥开
D.b先吸引a，接触后又把a排斥开
25
3.把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一 段距离，发现两球之间相互排斥，则A、B两球原来的 带电情况可能是（） BCD A．带有等量异种电荷 B．带有等量同种电荷 C．带有不等量异种电荷 D．一个带电，另一个不带电
26
4.有A、B、C三个塑料小球，A和B、B和C、C和A间 都是相互吸引的，如果A球带正电，则（） C A．B、C球均带负电 B．B球带负电，C球带正电 C．B、C球中必有一个带负电，而另一个不带电 D．B、C球都不带电
27
5.科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，为了方
便，常常用元电荷作为电量的单位.关于元电荷，下列
论述正确的是（）BCD
A.把质子或电子叫元电荷
B.1.60×10-19C的电量叫元电荷 C.电子带有最小的负电荷，其电量的绝对值叫元电荷 D.质子带有最小的正电荷，其电量的绝对值叫元电荷
年秋高中物理选修3-课件：第一章 本章总结提升(共5张PPT)[优秀课件][优秀课件]
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[答案] -1.92×10-19 J
[解析] 将一个电子从a点沿斜边移到c点时,静电力做功为
W=-eUac=-1.6×10-19×1.2 J=-1.92×10-19 J.
整合创新
[答案] CD
图1-T-3
整合创新
[解析] 静电力对小球做正功,电势能减少W2,选项A错误;
对小球和弹簧组成的系统,由功能关系知,机械能增加量等于静电力做的
功W2,选项D正确;
弹簧弹性势能、小球的电势能和小球的重力势能、动能四者之和保持不变,若小球 速度一直增大,则弹簧弹性势能、小球的电势能和小球的重力势能三者之和一直减
电势能,选项B、D错误,选项C正确.
整合创新
【变式】 如图1-T-2所示,带箭头的线段表 示某一电场的电场线,在静电力作用下一带 电粒子(不计重力)经过A点飞向B点,运动轨 迹如图中虚线所示,试判断: (1)粒子带 正 电; (2)A、B两点比较,粒子在
B 点的加速度较大; (3)A、B两点比较,电势较高 图1-T-2 的点是 B 点.
[答案] AD
[解析] 带电粒子由P点运动到Q
点,克服静电力做功,即静电力做 负功,所以电势能增加,由动能定 理可知,动能减少;由于条件不足, 不能确定电势和场强的大小关
系,选项A、D正确.
整合创新
例3 如图1-T-4所示,金属板A、B与电源相连,电源电压U=2 V,A、B 两板间距d=5 cm,B板接地.在两板间有a、b、c三点,其连线组成一直角 三角形,ab连线与A板垂直,ab长L1=3 cm,a点离A板L2=1 cm. (1)a、c间电势差为多少?
第一章
静电场
本章总结提升
整合创新
类型一
电场线的应用
1.电场线的性质: (1)电场线上任一点的切线方向为该点的场强方向; (2)电场线的疏密表示场强的大小; (3)电场中电势沿电场线方向逐渐降低; (4)电场线与等势面垂直,且总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势 面.
[解析] 将一个电子从a点沿斜边移到c点时,静电力做功为
W=-eUac=-1.6×10-19×1.2 J=-1.92×10-19 J.
整合创新
[答案] CD
图1-T-3
整合创新
[解析] 静电力对小球做正功,电势能减少W2,选项A错误;
对小球和弹簧组成的系统,由功能关系知,机械能增加量等于静电力做的
功W2,选项D正确;
弹簧弹性势能、小球的电势能和小球的重力势能、动能四者之和保持不变,若小球 速度一直增大,则弹簧弹性势能、小球的电势能和小球的重力势能三者之和一直减
电势能,选项B、D错误,选项C正确.
整合创新
【变式】 如图1-T-2所示,带箭头的线段表 示某一电场的电场线,在静电力作用下一带 电粒子(不计重力)经过A点飞向B点,运动轨 迹如图中虚线所示,试判断: (1)粒子带 正 电; (2)A、B两点比较,粒子在
B 点的加速度较大; (3)A、B两点比较,电势较高 图1-T-2 的点是 B 点.
[答案] AD
[解析] 带电粒子由P点运动到Q
点,克服静电力做功,即静电力做 负功,所以电势能增加,由动能定 理可知,动能减少;由于条件不足, 不能确定电势和场强的大小关
系,选项A、D正确.
整合创新
例3 如图1-T-4所示,金属板A、B与电源相连,电源电压U=2 V,A、B 两板间距d=5 cm,B板接地.在两板间有a、b、c三点,其连线组成一直角 三角形,ab连线与A板垂直,ab长L1=3 cm,a点离A板L2=1 cm. (1)a、c间电势差为多少?
第一章
静电场
本章总结提升
整合创新
类型一
电场线的应用
1.电场线的性质: (1)电场线上任一点的切线方向为该点的场强方向; (2)电场线的疏密表示场强的大小; (3)电场中电势沿电场线方向逐渐降低; (4)电场线与等势面垂直,且总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势 面.
高二物理选修3-1第一章静电场第9节带电粒子在电场中的运动课件(共31张PPT)
可能质量不同，因而它们在电场中的加速 度可以互不相同，这是静电场与重力场的 重要区别。
示波管的原理
1.有一种电子仪器叫示波器，可以用来观察 电信号随时间变化的情况。
2.示波器的核心部件是示波管，如图所示是 它的原理图。它由电子枪、偏转电极和荧 光 屏组成，管内抽成真空。电子枪的作用 是产生高速飞行的一束电子，前面例题1实 际上讲的就是电子枪的原理。
8.示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、 偏转电极和荧光屏组成，如图所示，如果在荧 光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（ A ）
A．极板x应带正电，极板y应带正电 B．极板x′应带正电，极板y应带正电 C．极板x应带正电，极板y′应带正电 D．极板x′应带正电，极板y′应带正电
9.示波管内部结构如图所示，如果在电极YY′之 间加上图(a)所示的电压，在XX′之间加上图(b) 所示电压，荧光屏上会出现的波形是（ C ）
其中t为飞行2 时间。由于电子在平行于板面的方 向不受力，所以在这个方向做匀速运动，由
l ＝ v0t 可求得：t=l/v0 代入数据得：y=0.36cm 即电子射出时沿垂直于板面的方向偏离 0.36 cm。
（2）偏转角度θ如图所示，由于电子在平行 于板面的方向不受力，
它离开电场时，这个方
向的分速度仍是v0， 而垂 直于板面的分速度是
5.现代实验测出的电子电荷量是 e＝1.60×10-19C
【课堂训练】
1.如图所示装置，从A板释放的一个无初速电子 向B板方向运动，下列对电子的描述中正确的是 （ ABD） A.电子到达B板时动能是eU B.从B板到C板时动能变化为零 C.电子到达D板时动能是3eU D.电子在A板和D板之间往复运动
10.图(a)为示波管的原理图。如果在电极YY ′之 间所加的电压图按图(b)所示的规律变化，在电 极XX′之间所加的电压按图(c)所示的规律变化， 则在荧光屏上会看到的图形是（ B ）
示波管的原理
1.有一种电子仪器叫示波器，可以用来观察 电信号随时间变化的情况。
2.示波器的核心部件是示波管，如图所示是 它的原理图。它由电子枪、偏转电极和荧 光 屏组成，管内抽成真空。电子枪的作用 是产生高速飞行的一束电子，前面例题1实 际上讲的就是电子枪的原理。
8.示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、 偏转电极和荧光屏组成，如图所示，如果在荧 光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（ A ）
A．极板x应带正电，极板y应带正电 B．极板x′应带正电，极板y应带正电 C．极板x应带正电，极板y′应带正电 D．极板x′应带正电，极板y′应带正电
9.示波管内部结构如图所示，如果在电极YY′之 间加上图(a)所示的电压，在XX′之间加上图(b) 所示电压，荧光屏上会出现的波形是（ C ）
其中t为飞行2 时间。由于电子在平行于板面的方 向不受力，所以在这个方向做匀速运动，由
l ＝ v0t 可求得：t=l/v0 代入数据得：y=0.36cm 即电子射出时沿垂直于板面的方向偏离 0.36 cm。
（2）偏转角度θ如图所示，由于电子在平行 于板面的方向不受力，
它离开电场时，这个方
向的分速度仍是v0， 而垂 直于板面的分速度是
5.现代实验测出的电子电荷量是 e＝1.60×10-19C
【课堂训练】
1.如图所示装置，从A板释放的一个无初速电子 向B板方向运动，下列对电子的描述中正确的是 （ ABD） A.电子到达B板时动能是eU B.从B板到C板时动能变化为零 C.电子到达D板时动能是3eU D.电子在A板和D板之间往复运动
10.图(a)为示波管的原理图。如果在电极YY ′之 间所加的电压图按图(b)所示的规律变化，在电 极XX′之间所加的电压按图(c)所示的规律变化， 则在荧光屏上会看到的图形是（ B ）
2018版物理教科版选修3-1课件：第一章 章末总结 精品
图6
针对训练3 (多选)静电场在x轴上的场强E随x的变化关系如图7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x1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 D.由x1运动至x4的过程中电场力先减小
√D.场强的大小为 20 3 V/m 3 图5
三、E－x、φ－x图像的分析
例3 (多选)某静电场沿x方向的电势分
布如图6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
D.在x1～x2之间存在着沿x方向的非匀强电场
电容器的电容
静电场 应用 带电粒子在电 场中的运动
Q
电容定义式：C＝ U
电容大小决定式：C＝ rS (平行板电容器) 4 kd
加速：利用 动能定理 或__牛__顿__第__二__定__律__结__合__ __运__动__学__公__式____求解
偏转：利用 平抛运动规律 求解
2
题型探究
一、电场中的平衡问题
后增大
图7
总结提升
1.φ－x图像反映电势φ随x的变化规律，其斜率大小表示场强大小，由 电势大小的变化可确定场强方向：沿着电场方向，电势降低. 2.E－x图像反映场强E随x的变化规律，其正负表示场强的方向.
四、电场与力学知识的综合
带电粒子(带电体)在电场中的运动问题是综合电场力、电势能的力学问题， 研究方法与力学的研究方法相同，它同样遵循运动的合成与分解、力的 独立作用原理、牛顿运动定律、动能定理、功能关系等力学规律.
高中物理第1章静电场章末总结课件选修31高二选修31物理课件
2．分解的思想：带电体在电场和重力场的复合场中，若做类 平抛或其他曲线运动，都可以考虑分解的思想，把它分解为两个分 运动，可使问题简单化．
12/13/2021
第十五页，共二十六页。
3．功能关系：带电体在电场运动的过程(guòchéng)中伴随做功和各种能
量的转化，由于静电力做功与路径无关，这给动能定理和能量守恒定律提供 了广阔的平台．
12/13/2021
第十七页，共二十六页。
A．tb<ta<tc<td C．ta＝td<tb<tc
【答案(dáàn)】D
B．tb＝tc<ta＝td D．tb<ta＝td<tc
【解析】根据四个微粒所受电场力的情况，可以判断出： 竖直方向上的加速度关系为 ab>aa＝ad>ac，又由 h＝21ayt2 得 tb<ta ＝td<tc，应选 D.
答案：C
12/13/2021
第十四页，共二十六页。
解题策略
分析解决电场中运动的三种视角
1．力和运动的关系：带电体的运动情况取决于它的受力情况及 初始状态，准确分析带电体的受力情况是解题前提(qiántí)，通过受力分 析可判断带电体的运动性质及运动轨迹，从力和运动的角度进行分析 是解决带电体在电场中运动问题的最基本方法．
第二十四页，共二十六页。
2021/12/13
第二十五页，共二十六页。
内容 总结 (nèiróng)
章末总结。(3)应用功的定义(dìngyì)式求解匀强电场的电场力做功：W＝qElcos θ.。1．带电的物体 在电场中具有电势能，同时还具有动能和重力势能等机械能，用能量守恒观点处理问题是常见的方
章末总结(zǒngjié)网络
12/13/2021
第十五页，共二十六页。
3．功能关系：带电体在电场运动的过程(guòchéng)中伴随做功和各种能
量的转化，由于静电力做功与路径无关，这给动能定理和能量守恒定律提供 了广阔的平台．
12/13/2021
第十七页，共二十六页。
A．tb<ta<tc<td C．ta＝td<tb<tc
【答案(dáàn)】D
B．tb＝tc<ta＝td D．tb<ta＝td<tc
【解析】根据四个微粒所受电场力的情况，可以判断出： 竖直方向上的加速度关系为 ab>aa＝ad>ac，又由 h＝21ayt2 得 tb<ta ＝td<tc，应选 D.
答案：C
12/13/2021
第十四页，共二十六页。
解题策略
分析解决电场中运动的三种视角
1．力和运动的关系：带电体的运动情况取决于它的受力情况及 初始状态，准确分析带电体的受力情况是解题前提(qiántí)，通过受力分 析可判断带电体的运动性质及运动轨迹，从力和运动的角度进行分析 是解决带电体在电场中运动问题的最基本方法．
第二十四页，共二十六页。
2021/12/13
第二十五页，共二十六页。
内容 总结 (nèiróng)
章末总结。(3)应用功的定义(dìngyì)式求解匀强电场的电场力做功：W＝qElcos θ.。1．带电的物体 在电场中具有电势能，同时还具有动能和重力势能等机械能，用能量守恒观点处理问题是常见的方
章末总结(zǒngjié)网络
高二上学期物理教学课件：选修3-1 第1章静电场
•电场线从正电荷或无限远处出发，终止于无限远 或负电荷；
•电场线在电场中不相交
•在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密， 电场强度较小的地方电场线较疏，因此可以用电场 线的疏密来表示电场强度的相对大小。
3）几个特殊的电场线分布图
正点电荷
等量异种电荷
负点电荷
等量同种电荷
四、电场能的性质
1、基本性质：电场力做功只与电荷始末位置有关， 与路径无关。
五、电容器的电容
1、电容的定义式：C
Q U
2、平行板电容器：C r S 4πkd
1）电容器充完电后，始终与电源相连，U不变
2）电容器充完电后，与电源断开，Q不变
CQ U
利用的关系式
C rS 4πkd
E U v21 2mv0 2 U
2、偏转
q
2）方向：规定，电场中某点的电场强度的方向 跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同。
3）单位：N/C或V/m
kQ
4）特殊电场的场强公式：点电荷 E r 2 匀强电场 E U d
5）电场强度的叠加——遵循平行四边形定则
3、电场线 1）意义：表示电场强弱和方向 2）特点：
•电场线上每点的切线方向表示该点的电场强度方 向。
电容 定义式
等势面
平行板电容器
带电粒子 在电场中 的运动
加速 偏转
一、电荷及其守恒定律
1、自然界存在两种电荷：正电荷和负电荷 2、电荷守恒定律：电荷既不会创生，也不会消 灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者 从物体的一部分转移到另一部分；在转移的过程 中，电荷的总量保持不变。
3、元电荷e——最小的电荷量。 •e=1.6×10-19C •所有带电体的电荷量都是e的整数倍 •质子的电荷量e，电子的电荷量-e
•电场线在电场中不相交
•在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密， 电场强度较小的地方电场线较疏，因此可以用电场 线的疏密来表示电场强度的相对大小。
3）几个特殊的电场线分布图
正点电荷
等量异种电荷
负点电荷
等量同种电荷
四、电场能的性质
1、基本性质：电场力做功只与电荷始末位置有关， 与路径无关。
五、电容器的电容
1、电容的定义式：C
Q U
2、平行板电容器：C r S 4πkd
1）电容器充完电后，始终与电源相连，U不变
2）电容器充完电后，与电源断开，Q不变
CQ U
利用的关系式
C rS 4πkd
E U v21 2mv0 2 U
2、偏转
q
2）方向：规定，电场中某点的电场强度的方向 跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同。
3）单位：N/C或V/m
kQ
4）特殊电场的场强公式：点电荷 E r 2 匀强电场 E U d
5）电场强度的叠加——遵循平行四边形定则
3、电场线 1）意义：表示电场强弱和方向 2）特点：
•电场线上每点的切线方向表示该点的电场强度方 向。
电容 定义式
等势面
平行板电容器
带电粒子 在电场中 的运动
加速 偏转
一、电荷及其守恒定律
1、自然界存在两种电荷：正电荷和负电荷 2、电荷守恒定律：电荷既不会创生，也不会消 灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者 从物体的一部分转移到另一部分；在转移的过程 中，电荷的总量保持不变。
3、元电荷e——最小的电荷量。 •e=1.6×10-19C •所有带电体的电荷量都是e的整数倍 •质子的电荷量e，电子的电荷量-e
高中物理第一章静电场本章整合课件选修31高中选修31物理课件
(4)所有力对物体所做的功等于物体动能的变化量。
12/13/2021
第十二页，共二十二页。
知识网络
专题
(zhuā
ntí)一
专题
(zhuā
ntí)二
专题突破
专题
(zhuā
ntí)三
专题四
2.电场力做功的计算方法
(1)由公式W=Flcos θ计算,此公式只适合于匀强电场,可变形为W=qElcos θ。
因此可知 QB<QC,同理 QB<QA。再由相互间库仑力大小相等得
=
=
2
2
2
即有
=
=
又考虑到 rAC=rAB+rBC,故三小球平衡时所带电荷量大小关系为
= +
ntí)二
专题突破
专题
(zhuā
ntí)三
专题四
(2)等效“重力”法
将重力与电场力进行合成,如图所示,则 F 合等效为重力场中的“重
力”,a=
合
等效为“重力加速度”, 合的方向等效为“重力”的方向,
即在重力场中的竖直向下的方向。等效法是从效果等同出发来研究
物理现象和物理过程的一种科学方法。等效的概念在中学物理中应
由中点到无限远,先变大
后变小,且上下对称(大小
相等,方向相反,背离 O 点,
指向无限远)
12/13/2021
第七页，共二十二页。
等量异种点电荷
中点 O 处最小,其他点左
右对称(大小相等,方向相
同,指向负电荷)
中点 O 电场强度最大,由
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专题
(zhuā
ntí)一
专题
(zhuā
ntí)二
专题突破
专题
(zhuā
ntí)三
专题四
2.电场力做功的计算方法
(1)由公式W=Flcos θ计算,此公式只适合于匀强电场,可变形为W=qElcos θ。
因此可知 QB<QC,同理 QB<QA。再由相互间库仑力大小相等得
=
=
2
2
2
即有
=
=
又考虑到 rAC=rAB+rBC,故三小球平衡时所带电荷量大小关系为
= +
ntí)二
专题突破
专题
(zhuā
ntí)三
专题四
(2)等效“重力”法
将重力与电场力进行合成,如图所示,则 F 合等效为重力场中的“重
力”,a=
合
等效为“重力加速度”, 合的方向等效为“重力”的方向,
即在重力场中的竖直向下的方向。等效法是从效果等同出发来研究
物理现象和物理过程的一种科学方法。等效的概念在中学物理中应
由中点到无限远,先变大
后变小,且上下对称(大小
相等,方向相反,背离 O 点,
指向无限远)
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等量异种点电荷
中点 O 处最小,其他点左
右对称(大小相等,方向相
同,指向负电荷)
中点 O 电场强度最大,由
高中物理 第一章 静电场本章优化总结课件 新人教版选修3-1
匀减速直线运动，设运动时间为 t，水平加速度大小为 a，
水平方向有 L＝12at2①
竖直方向有 h＝12gt2②
根据牛顿第二定律得 qE＝ma③ 由①②③得 E＝mqghL
竖直方向上 v2＝2gh
小球落地时动能 Ek＝12mv2＝mgh.
答案：mgh
mgL qh
电场中的功能问题
带电的物体在电场中具有一定的电势能，同时还可能具有动 能和重力势能等．因此涉及与电场有关的功和能的问题可用 功和能的观点来快速简捷的处理．因为功与能的观点既适用 于匀强电场，又适用于非匀强电场，且使用的同时不需考虑 中间过程．
电场中，用一绝缘细线系一带电小球，
小球的质量为 m，电荷量为 q.为了保证
当细线与竖直方向的夹角为 60° 时，小球处于平衡状态，则
匀强电场的场强大小可能为(ACD)
mgtan 60° A. q
mgcos 60° B. q
mgsin 60° C. q
mg D. q
[解析] 取小球为研究对象，它受到 重力 mg、细线的拉力 F 和电场力 Eq 的作用．因小球处于平衡状态， 则它受到的合外力等于零，由平衡条 件知，F 和 Eq 的合力与 mg 是一对 平衡力．根据力的平行四边形定则可知，当电场力 Eq 的方 向与细线拉力方向垂直时，电场力为最小，如图所示，则 Eq ＝mgsin 60°，得最小场强 E＝mgsinq 60°.所以，选项 A、C、 D 正确．
解析：因为 B 静止于光滑绝缘的倾角为 30°的斜面上且恰与 A 等高，设 A、B 之间的水平距离为 L，绝缘支杆的长度为 h.
依据题意可得：tan 30°＝Lh， L＝tan h30°＝103 cm＝10 3 cm，
3
高中物理,选修3---1第一章,静电场,全章课件汇总
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生 活 中 的 物 理 ， 你 做 过 么 ？
现代科学早已把物质结构的秘密揭开：物质都是由 分子组成．而分子由原子组成，原子是由一个带正 电的原子核和一定数目的绕核运动的带负电的电子 组成．原子核所带正电量的总数与核外所有电子的 负电量总数是相等的，且正电荷、负电荷分布的中 心（常称电荷中心）重合．因而，在通常情况下， 整个原子呈电中性（所谓不带电）．当原子因某种 原因（如摩擦、受热、化学变化等），而失去一个 或几个电子时，原子就显为“带正电”，获得额外 电子时，就显为“带负电”．所以，实质上物体的 带电过程就是电子的得失过程．比如用丝绸摩擦过 的玻璃棒所带的正电荷，实质上就是由于两者摩擦， 组成玻璃棒的原子上的若干电子转移到丝绸上，使 玻璃棒失去电子带正电，而丝绸得到电子带负电．
（3）静电感应的原因：把带电球C移近金属导 体A和B时，导体上的自由电子被吸引过来，因 此导体A和B带上了等量的异种电荷．感应起电 没有创造电荷，而是使物体中的正负电荷分开， 将电荷从物体的一部分转移到另一部分．
使物体带电的方法：
2、感应起电
（1）静电感应：把电荷移近不带电的导 体，可以使导体带电的现象，叫做静电 感应． 规律：近端感应异种电荷， 远端感应同种电荷
例2：绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球a， a的表面镀有铝膜，在a的附近，有一个绝缘金属球b， 开始a、b都不带电，如图所示，现在使a带电，则： A、a、b之间不发生相互作用 B、b将吸引a，吸住后不放 C、b立即把a排斥开 D、b先吸引a，接触后又把a排斥开
D
【例】如图所示，不带电的枕形导体的A、B 两端各贴有一对金箔。当枕形导体的A端靠近 BCD 一带电导体C时（ ） A．A端金箔张开，B端金箔闭合 B．用手触摸枕形导体后，A端金箔仍张 开，B端金箔闭合 C．用手触摸枕形导体后，将手和C都移 走，两对金箔均张开 D．选项A中两对金箔分别带异种电荷， 选项C中两对金箔带同种电荷
生 活 中 的 物 理 ， 你 做 过 么 ？
现代科学早已把物质结构的秘密揭开：物质都是由 分子组成．而分子由原子组成，原子是由一个带正 电的原子核和一定数目的绕核运动的带负电的电子 组成．原子核所带正电量的总数与核外所有电子的 负电量总数是相等的，且正电荷、负电荷分布的中 心（常称电荷中心）重合．因而，在通常情况下， 整个原子呈电中性（所谓不带电）．当原子因某种 原因（如摩擦、受热、化学变化等），而失去一个 或几个电子时，原子就显为“带正电”，获得额外 电子时，就显为“带负电”．所以，实质上物体的 带电过程就是电子的得失过程．比如用丝绸摩擦过 的玻璃棒所带的正电荷，实质上就是由于两者摩擦， 组成玻璃棒的原子上的若干电子转移到丝绸上，使 玻璃棒失去电子带正电，而丝绸得到电子带负电．
（3）静电感应的原因：把带电球C移近金属导 体A和B时，导体上的自由电子被吸引过来，因 此导体A和B带上了等量的异种电荷．感应起电 没有创造电荷，而是使物体中的正负电荷分开， 将电荷从物体的一部分转移到另一部分．
使物体带电的方法：
2、感应起电
（1）静电感应：把电荷移近不带电的导 体，可以使导体带电的现象，叫做静电 感应． 规律：近端感应异种电荷， 远端感应同种电荷
例2：绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球a， a的表面镀有铝膜，在a的附近，有一个绝缘金属球b， 开始a、b都不带电，如图所示，现在使a带电，则： A、a、b之间不发生相互作用 B、b将吸引a，吸住后不放 C、b立即把a排斥开 D、b先吸引a，接触后又把a排斥开
D
【例】如图所示，不带电的枕形导体的A、B 两端各贴有一对金箔。当枕形导体的A端靠近 BCD 一带电导体C时（ ） A．A端金箔张开，B端金箔闭合 B．用手触摸枕形导体后，A端金箔仍张 开，B端金箔闭合 C．用手触摸枕形导体后，将手和C都移 走，两对金箔均张开 D．选项A中两对金箔分别带异种电荷， 选项C中两对金箔带同种电荷
人教版高中物理选修(3-1)第1章《静电场》章末小结课件
•
(四川雅安中学2013～2014学年高二上
学期期末)如图所示，两平行金属板A、B长8cm，两板
间距离d＝8cm，A板比B板电势高300V，一带正电的粒
子电荷量q＝10－10C，质量m＝10－20kg，不计粒子的重
力作用，沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场，初速
度v0＝2×106m/s，粒子飞出平行板电场后经过界面MN、 PS间的无电场区域后，进入固定在O点的点电荷Q形成
图所示，在竖直平面内，AB为水平放置的绝缘粗糙轨
道，CD为竖直放置的足够长绝缘粗糙轨道，AB与CD通
过四分之一绝缘光滑圆弧形轨道平滑连接，圆弧的圆
心为O，半径R＝0.50m，轨道所在空间存在水平向右
的匀强电场，电场强度的大小E＝1.0×104N/C，现有
质量m＝0.20kg、电荷量q＝8.0×10－4C的带电体(可
பைடு நூலகம்
的电场区域，(设界面PS右边点电荷的电场分布不受
界面的影响)，已知两界面MN、PS相距为12cm，D是中
心线RO与界面PS的交点，O点在中心线上，距离界面
PS为9cm，粒子穿过界面PS最后垂直打在放置于中心
线上的荧光屏bc上。(静电力常数k＝9.0×109N·m2/C2)
(1)求粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离多远？到 达PS界面时离D点多远？
到的电场力向左，因为左右两侧感应出的电荷量相
等，所以受到的电场力相等，乒乓球受到扰动后， 最终仍会静止，不会吸附到左极板上，B错误；乒乓 球受到重力和电场力作用，库仑力即为电场力，C错
误；
• 用绝缘棒将乒乓球拨到与右极板接触，乒乓球带正 电，在电场力作用下，运动到左极板，与左极板接 触，然后乒乓球带负电，又在电场力作用下，运动 到右极板，与右极板接触后乒乓球带正电，在电场 力作用下，运动到左极板，如此重复，即乒乓球会 在两极板间来回碰撞，D正确。
高中物理教科版选修3-1课件第一章 第3讲 电场 电场强度和电场线
答案
【深度思考】
公式 E＝Fq与 E＝kQr2有什么区别？ 答案 公式 E＝Fq是电场强度的定义式，适用于任何电场，E 可以用Fq来 度量，但与 F、q 无关.其中 q 是试探电荷. 公式 E＝kQr2是点电荷场强的决定式，仅适用于点电荷的电场强度求解， Q 是场源电荷，E 与 Q 成正比，与 r2 成反比.
一、电场和电场强度
知识梳理
1.电场
(1)概念：存在于电荷周围的一种特殊的 物，质由电荷产生.
场和实物 是
物质存在的两种不同形式.
(2)基本性质：对放入其中的电荷有力的作用 .电荷之间通过电场 相互作用.
(3)静电场： 静止 电荷周围产生的电场.
答案
2.电场强度
(1)检验电荷
用来检验电场是否存在及其 强弱分布情况的电荷.要求：①电荷量要充分 ；
第一章 静电场
第3讲 电场 电场强度和电场线
目标 定位
1.理解电场强度的概念及其定义式，并会进行有关计算. 2.理解点电荷的电场强度及叠加原理. 3.会用电场线表示电场，并熟记几种常见电场的电场线分布．
栏目 索引
一、电场和电场强度 二、点电荷的电场 电场强度的叠加
三、电场线和匀强电场
对点检测 自查自纠
背离 Q，因为它的方向跟正电荷所受电场力的方向相同.
答案 大小为100 N/C 方向沿OM连线背离Q
解析答案
(3)拿走q后M点的场强.
图1 解析 在M点拿走试探电荷q，有的同学说M点的场强EM＝0，这是错误 的.其原因在于不懂得场强是反映电场的力的性质的物理量，它是由形成 电场的电荷Q及场中位置决定的，与试探电荷q是否存在无关.故M点的场 强仍为100 N/C，方向沿OM连线背离Q. 答案 大小为100 N/C 方向沿OM连线背离Q
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(多选)如图所示，竖直向下的匀强电场 里，用绝缘细线拴住的带电小球在竖直平面内绕 O 做圆周运动，以下四种说法中正确的是( ) A．带电小球可能做匀速圆周运动 B．带电小球可能做变速圆周运动 C．带电小球通过最高点时，细线的拉力一定最小 D．带电小球通过最低点时，细线的拉力有可能最小 [解析] 合外力充当向心力是小球做圆周运动的条件，如果小球带 负电，且 qE＝mg，则小球受到的合外力就是细线的拉力，始终沿 半径指向圆心，小球做竖直面内的匀速圆周运动，选项 A 正确；
[答案] ABD
专题二 平行板电容器的动态分析 1．首先要区分两种基本情况 (1)电容器两板电势差 U 保持不变； (2)电容器的带电荷量 Q 保持不变． 2．进行讨论的物理依据主要有三个 (1)平行板电容器的电容 C 与极板间距 d、正对面积 S 和电介 质的相对介电常数 εr 间的关系 C∝εdrS. (2)平行板电容器内部是匀强电场，所以场强 E＝Ud . (3)电容器所带的电荷量 Q＝CU.
A．甲图中与点电荷等距的 a、b 两点 B．乙图中两等量异号点电荷连线的中垂线上与连线等距的 a、 b 两点 C．丙图中两等量同号点电荷连线的中垂线上与连线等距的 a、 b 两点 D．丁图中匀强电场中的 a、b 两点
[解析] 甲中场强大小相同，方向不同；电势 φa＝φb. 乙中场强大小、方向皆相同；电势 φa＝φb. 丙中场强大小相等，方向相反；电势 φa＝φb. 丁中场强大小、方向皆相同；电势 φa<φb. [答案] B
[解析] (1)由力的平衡条件得：10mg＝4qE，E＝52mqg. (2)由动能定理得：10mg×3L－qE(3L＋2L＋L)＝12(10m)v2－0，v ＝ 3gL. (3)由动能定理得：10mg·(n－1)L－qE [L＋2L＋3L＋…＋(n－ 1)L]＝0，n＝8 个(n＝1 舍去)． [答案] (1)52mqg (2) 3gL (3)8
第一章 静电场
本章优化总结
专题一 电场力与力学的综合问题 1．电场力与重力、弹力一样，它也是一种基本力，因此一般 的力学规律对它也适用，在对物体进行受力分析时应一起分 析在内． 2．若带电物体在电场中的平衡实际上属于力学平衡问题，其 中仅多了一个静电力而已．用平衡方程求解即可． 3．若带电物体在电场中不平衡，常用牛顿第二定律求解，有 时也要注意用系统的观点和能量的观点分析问题．
如图所示，M、N 是水平放置的一 对正对平行金属板，其中 M 板中央有一小 孔 O，板间存在竖直向上的匀强电场，AB 是一根长为 9L 的轻质绝缘细杆，在杆上等 间距地固定着 10 个完全相同的带电小球， 每个小球带电荷量为 q，质量为 m，相邻小球间的距离为 L.现 将最下端的小球置于 O 处，然后将 AB 由静止释放，AB 在运动 过程中始终保持竖直，经观察发现，在第四个小球进入电场到 第五个小球进入电场前这一过程中，AB 做匀速直线运动，求：
如图所示，平行板电容器与电动势 为 E 的直流电源(内阻不计)连接，下极板接 地．一带电油滴位于电容器中的 P 点且恰好 处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一 小段距离( ) A．带电油滴将沿竖直方向向上运动 B．P 点的电势将降低 C．带电油滴的电势能将减小 D．若电容器的电容减小，则极板带电量将增大
[解析] 上极板向上移动一小段距离后，板间电压不变，仍为 E，故电场强度将减小，油滴所受电场力减小，故油滴将向下 运动，A 错；P 点的电势大于 0，且 P 点与下极板间的电势差 减小，所以 P 点的油滴向下运动，电场力做负功，电势降低， B 对；油滴向下运动时电场力做负功，油滴的电势能应增加， C 错；电容器的电容 C＝4επrkSd，由于 d 增大，电容 C 应减小， 极板带电量 Q＝CE 将减小，D 错． [答案] B
(1)两板间的电场强度 E； (2)上述匀速运动过程中速度大小 v； (3)最多可以有多少个小球进入电场中．(整个过程杆都没有和下 板 N 相碰) [关键提醒] 解答该题注意的条件为： (1)在杆上等间距固定着 10 个完全相同的带电小球． (2)在第四个小球进入电场到第五个小球进入电场前，AB 做匀 速运动．
如果电场力 qE 与重力不平衡，则合外力不沿半径指向圆心，做变 速圆周运动，选项 B 正确；如果电场力与重力的合力竖直向下，根 据功能关系可知，小球在最低点时速度最大，细线的拉力最大，小 球在最高点时速度最小，细线拉力最小．反之，若电场力与重力的 合力竖直向上，则最高点时的速度最大，细线拉力最大，最低点时 速度最小，细线拉力最小．因此，选项 C 错误，选项 D 正确．
2．根据电势与电势差的关系比较 由 UAB＝φA－φB 知，若 UAB＞0，则 φA＞φB；若 UAB＜0，则 φA ＜φB. 3．根据电势与场源电荷的关系比较 越靠近正电荷电势越高；越靠近负电荷电势越低． 4．根据电势与电场线的关系比较 沿着电场线方向，电势逐渐降低．
在如图所示的四种电场中，分别标记有 a、b 两点．其 中 a、b 两点的电势相等，电场强度相同的是( )
专题三 电场强度、电势的分析判断 一、电场强度 1．常用公式 (1)定义式：E＝Fq适用于任何电场，E 与 F、q 无关，E 的方 向规定为正电荷受到电场力的方向． (2)点电荷电场的场强：E＝kQr2. (3)匀强电场中场强与电势差的关系：E＝Ud .
2．场强的合成 如果空间几个电场叠加，则空间某ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的电场强度为各电场在 该点电场强度的矢量和，根据矢量合成法则——平行四边形 定则合成；当各场强方向在同一直线上时，选定正方向后作 代数运算合成． 二、比较电势高低的常用思路 1．根据定义式 φ＝Eqp来比较 由公式知，正电荷的电势能越大时，该点电势越高；负电荷 的电势能越大时，该点电势越低．