吉林省伊通滿族自治縣高中物理第一章靜電場（課件學(xué)案）（打包18套）新人教版.zip

吉林省伊通滿族自治縣高中物理第一章靜電場（課件學(xué)案）（打包18套）新人教版.zip,吉林省,伊通滿族自治縣,高中物理,第一章,靜電場,課件,打包,18,新人 第一節(jié)電荷及其守恒定律 教學(xué)內(nèi)容 教師個案 學(xué)生筆記 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) 1.知識與技能： （1）知道兩種電荷及其相互作用，知道電量的概念。 （2）知道電荷守恒定律。 （3）知道什么是元電荷。 2.過程與方法： 通過演示實(shí)驗(yàn)是學(xué)生生進(jìn)一步認(rèn)識自然界中的兩種電荷。 3.情感、態(tài)度與價值觀方面：通過本節(jié)的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生從微觀的角度認(rèn)識物體帶點(diǎn)的本質(zhì)。 學(xué) 習(xí) 重 點(diǎn) 電荷守恒定律。 學(xué) 習(xí) 難 點(diǎn) 利用電荷守恒定律分析解決相關(guān)問題摩擦起電和感應(yīng)起電的相關(guān)問題。 學(xué) 習(xí) 方 法 自主—合作—探究 學(xué) 習(xí) 過 程 學(xué) 習(xí) 過 程 學(xué) 習(xí) 過 程 一、自主學(xué)習(xí) 1. 自然界中存在幾種電荷 2. 電荷的性質(zhì) 3. 使物體帶電的方法有幾種 ？ 4. 什么是元電荷？ 5元電荷的數(shù)值是多少？它的數(shù)值最早是由哪位物理學(xué)家測定的？ . 二.合作探究 1. 初中學(xué)過自然界有幾種電荷，它們間的相互作用如何？電荷的多少用什么表示？ 2.使物體帶電的方法 （1）、摩擦起電 ① 原因 ② 本質(zhì) ③ 結(jié)果 思考a：把帶正電荷的球C移近導(dǎo)體A，箔片有什么變化，現(xiàn)象說明了什么呢？然后又移走C呢？ ? 思考b：如果先把A和B分開，然后移開C，箔片什么變化，這種現(xiàn)象又說明什么呢？ ? 思考c：在上一步的基礎(chǔ)上，再讓A和B接觸，又會看到什么現(xiàn)象呢？這個現(xiàn)象說明了什么呢？ ? （2）什么是靜電感應(yīng)和感應(yīng)起電？感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)什么呢？ 靜電感應(yīng)：當(dāng)一個帶電體 導(dǎo)體時，可以使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象，叫做靜電感應(yīng)。 感應(yīng)起電：利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過程。 　　 實(shí)質(zhì)：自由電子從 物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。 　　 規(guī)律：近端感應(yīng) 種電荷，遠(yuǎn)端感應(yīng) 種電荷。 （3）接觸帶電 4．元電荷 閱讀課本并回答 （1）電荷的多少如何表示？它的單位是什么？ ? （2）一個電子就是一個元電荷嗎？ ? （3）元電荷的數(shù)值是多少？它的數(shù)值最早是由哪位物理學(xué)家測定的？ （4）什么是比荷？電子的比荷是多少？ 三、當(dāng)堂檢測 1．下列說法正確的是 （ ） A．摩擦起電和靜電感應(yīng)都是使物體正負(fù)電荷分開，而總電荷量并未變化 B．毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電，摩擦過程中橡膠棒上正電荷轉(zhuǎn)移到毛皮上 C．用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電是摩擦過程中玻璃棒得到電子 D．物體不帶電，表明物體中沒有電荷 2毛皮與橡膠棒摩擦后，毛皮帶正電，這是因?yàn)椋? ） A．毛皮上的一些電子轉(zhuǎn)移到橡膠棒上了 B．毛皮上的一些正電荷轉(zhuǎn)移到了橡膠棒上了 C．橡膠棒上的一些電子轉(zhuǎn)移到了毛皮上了 D．橡膠棒上的一些正電荷轉(zhuǎn)移到毛皮上了 3．帶電微粒所帶電量不可能是下列值中的 ( ) A．2.4×10-19C B．-6.4×10-19C C．-1.6×10-18C D．4.0×10-17C . 4．如圖所示，原來不帶電的絕緣金屬導(dǎo)體MN，在其兩端下面都懸掛著金屬驗(yàn)電箔．若使帶負(fù)電的絕緣金屬球A靠近導(dǎo)體的M端，可能看到的現(xiàn)象是（ ） A．只有M端驗(yàn)電箔張開，且M端帶正電 B．只有N端驗(yàn)電箔張開，且N端帶負(fù)電 C．兩端的驗(yàn)電箔都張開，且左端帶負(fù)電，右端帶正電 D．兩端的驗(yàn)電箔都張開，且左端帶正電，右端帶負(fù)電 5．關(guān)于元電荷的理解，下列說法正確的是 （ ） A．元電荷就是電子 B．元電荷是表示跟電子所帶電量數(shù)值相等的電量 C．元電荷就是質(zhì)子 D．物體所帶的電量只能是元電荷的整數(shù)倍 6.有A、B、C三個塑料小球，A和B，B和C，C和A間都是相互吸引的，如果A帶正電，則 （ ） A． B、C球均帶負(fù)電 B． B球帶負(fù)電，C球帶正電 C． B、C球中必有一個帶負(fù)電，而另一個不帶電 D． B、C球都不帶電 7.兩個完全相同的金屬球，一個帶+6×10-8C的電量，另一個帶－2×10-8C的電量。把兩球接觸后再分開，兩球分別帶電多少？ 四、課堂小結(jié) 五、反思質(zhì)疑 - 5 - 電荷及其守恒定律 初中學(xué)過自然界有幾種電荷 它們間的相互作用如何 電荷的多少用什么表示 一般情況下物體不帶電 如何使物體帶電 自然界只存在兩種電荷 同種電荷互相排斥 異種電荷相互吸引 電荷的多少是用電荷量來表示 用摩擦的方法可以使物體帶電 用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電 用毛皮摩擦過的硬橡膠棒帶負(fù)電 回顧 原子的構(gòu)成 原子 原子核 核外電子 質(zhì)子 中子 正電 不帶電 核外電子 離原子核較遠(yuǎn)的電子容易受到外界的作用而脫離原子 物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)是怎樣的 中性 負(fù)電 正電 記 摩擦起電的微觀解釋 原因 不同物質(zhì)的原子核束縛電子的能力不同 本質(zhì) 電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上 得到電子 帶負(fù)電失去電子 帶正電 結(jié)果 兩個相互摩擦的物體帶上等量的異種電荷 1 摩擦起電 一 使物體帶電的方法 摩擦起電 思考 絲綢摩擦玻璃棒 兩者得失電子情況毛皮摩擦硬橡膠棒 兩者得失電子情況 1 金屬導(dǎo)體內(nèi)部特征 2 感應(yīng)起電 一 使物體帶電的方法 使物體帶電的方法 第2節(jié)庫侖定律 教 學(xué) 內(nèi) 容 教師個案 學(xué)生筆記 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) 1.知識與技能： ?。?）、掌握庫侖定律通過實(shí)驗(yàn)。 　 （2）、會用庫侖定律的公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。 　 （3）、了解庫侖扭稱實(shí)驗(yàn)。 2.過程與方法： 通過演示實(shí)驗(yàn)探究影響電荷間相互作用力的因素，再得出庫侖定律。 3.情感、態(tài)度與價值觀方面：培養(yǎng)學(xué)生的觀察和探索能力。 學(xué) 習(xí) 重 點(diǎn) 掌握庫侖定律 學(xué) 習(xí) 難 點(diǎn) 會用庫侖定律的公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算 學(xué) 習(xí) 方 法 自主—合作—探究 學(xué) 習(xí) 過 程 學(xué) 習(xí) 過 程 學(xué) 習(xí) 過 程 一、自主學(xué)習(xí) 　1、探究影響電荷間相互作用力的因素 　 閱讀演示課本P5實(shí)驗(yàn)，思考： ① 哪些因素影響電荷間的相互作用力？ ②這些因素對作用力的大小有什么影響？ 　　 ③猜想電荷之間的庫侖力與萬有引力之間是否有相似性？ 　　 　2、庫侖定律 　　法國物理學(xué)家?guī)靵鲎隽舜罅繉?shí)驗(yàn)，于1785年得出了庫侖定律 ① 內(nèi)容： 　　 ②成立條件： 二、合作探究 1、庫侖定律中的"點(diǎn)電荷"應(yīng)該怎樣理解？在什么條件下可以把帶電體看成點(diǎn)電荷？ 　　 2、在你學(xué)過的物理概念中，哪一個概念與"點(diǎn)電荷"類似？ 練習(xí)、關(guān)于點(diǎn)電荷的下列說法中正確的是： A .真正的點(diǎn)電荷是不存在的． B .點(diǎn)電荷是一種理想模型． C .足夠小的電荷就是點(diǎn)電荷． D .一個帶電體能否看成點(diǎn)電荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形狀和大小對所研究的問題的影響是否可以忽略不計(jì) 3、庫侖的實(shí)驗(yàn) 　　閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，了解庫侖的實(shí)驗(yàn)過程，體會實(shí)驗(yàn)構(gòu)思的巧妙，實(shí)驗(yàn)器材（庫侖扭秤，多媒體展示）的設(shè)計(jì)，規(guī)律的推導(dǎo)過程等。 思考： 　?。?）庫侖扭秤的實(shí)驗(yàn)裝置是怎樣的？庫侖是怎樣研究電荷間作用力大小的？ 　　 　?。?）寫出庫侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，并指明公式中各符號的意義。 　　　　 　　 （3）靜電力常量的數(shù)值是多少？ 　　 （4）庫侖定律的公式與我們前面學(xué)的那一個定律的公式相似？ 4、［例題1］已知電子的質(zhì)量m1=9.1×10-31kg，質(zhì)子的質(zhì)量m2=1.67×10-27 kg，電子和質(zhì)子的電荷量都是1.60×10-19C，電子與質(zhì)子間的最短距離為5.3×10-11m。試比較氫原子中電子和質(zhì)子間的靜電引力和萬有引力的大小。 　　思考：如何求出帶電體間的靜電力的大小和方向？ 　　解： 　　 　　 　　思考：通過本例題，在研究微觀帶電粒子的相互作用時可以忽略萬有引力嗎？為什么？ 　　 　　　 　　 　5、庫侖力的疊加 　　庫侖力具有力的共性，和前面講過的重力、彈力、摩擦力具有同樣的地位，都是屬于性質(zhì)力。具有力的一切性質(zhì)：它是矢量，合成分解遵從平行四邊形定則；能與其它的力平衡；能使物體發(fā)生形變；能產(chǎn)生加速度。 　　 ［例題2］真空中有三個點(diǎn)電荷，它們固定在邊長50cm的等邊三角形的三個頂點(diǎn)上，每個點(diǎn)電荷都是+2×10-6C，求他們各自所受的庫侖力。 　　 　 三、隨堂檢測 1、 關(guān)于點(diǎn)關(guān)于點(diǎn)電荷的說法，正確的是（ ） A．只有體積很小的帶電體才能看作點(diǎn)電荷 B．體積很大的帶電體一定不能看成點(diǎn)電荷 C．當(dāng)兩個帶電體的大小及形狀對它們之間的相互作用力的影響可忽略時，這兩個帶電體可看作點(diǎn)電荷 D．一切帶電體都可以看成是點(diǎn)電荷 2、 真空中有兩個點(diǎn)電荷，它們之間的靜電力為F，如果保持它們所帶的電量不變，將它們之間的距離增大到原來的3倍，它們之間作用力的大小等于（ ） A.F B.3F C.F/3 D.F/9 3、 關(guān)于庫侖定律的公式，下列說法中正確的是( ) A.當(dāng)真空中兩個電荷間距離r→∞時，它們間的靜電力F→0 B.當(dāng)真空中兩個電荷間距離r→0時，它們間的靜電力F→∞ C.當(dāng)兩個電荷間的距離r→∞時，庫侖定律的公式就不適用了 D.當(dāng)兩個電荷間的距離r→0時，電荷不能看成是點(diǎn)電荷，庫侖定律的公式就不適用了 4、真空中兩個相同的金屬小球A和B，帶電荷量分別為QA=2×10-8C和QB=4×10-8C，相互作用力為F.若將兩球接觸后再放回原處，則它們之間的作用力將變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮? 5、a、b兩個點(diǎn)電荷，相距40cm，電荷量分別為q和q，且q＝9 q，都是正電荷；現(xiàn)引入點(diǎn)電荷c，這時a、b、c三個電荷都恰好處于平衡狀態(tài)．試問：點(diǎn)電荷c的性質(zhì)是什么?電荷量多大?它放在什么地方? 　　 　　 　　 　　 　　　 　　 　四、課堂小結(jié) 五、反思質(zhì)疑 - 5 - 1 2庫侖定律 知識回顧 1 自然界中存在著兩種電荷 即 與 2 同種電荷相互 異種電荷相互 排斥 吸引 3 起電方法 起電 起電 起電 摩擦 感應(yīng) 接觸 4 電荷守恒定律 電荷既不能被創(chuàng)造 也不能被消滅 它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體 或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分 在轉(zhuǎn)移的過程中 電荷的總量不變 1 什么樣的情況下 可以將物體看成質(zhì)點(diǎn) 2 質(zhì)點(diǎn)實(shí)際存在嗎 想一想 通過與質(zhì)點(diǎn)相類比 你能說出出什么樣的情況下可以將帶電體看成是點(diǎn)電荷呢 一 點(diǎn)電荷 1 點(diǎn)電荷 當(dāng)一個帶電體本身的線度比它到其他帶電體的距離小很多 以至在研究它與其他帶電體的相互作用時 該帶電體的形狀大小以及電荷在其上的分布狀況均無關(guān)緊要 該帶電體可看做一個帶電的點(diǎn) 這樣的電荷稱為點(diǎn)電荷 2 點(diǎn)電荷 是一種理想化的模型 質(zhì)點(diǎn) 在物體的大小和形狀不起作用 或者所起的作用并不顯著而可以忽略不計(jì)時 我們近似地把該物體看作是一個只具有質(zhì)量而其體積 形狀可以忽略不計(jì)的理想物體 用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)稱為質(zhì)點(diǎn) 是物理學(xué)的一個理想化模型 既然電荷之間存在相互作用 那么電荷之間相互作用力的大小與哪些因素有關(guān)呢 思考一 這個力的大小通過什么可以比較出來 思考二 你認(rèn)為這個力的大小會與哪些因素有關(guān) 二 探究影響電荷間相互作用力的因素 實(shí)驗(yàn)定性 用文字語言進(jìn)行相關(guān)描述 表明 電荷之間的作用力隨著電荷量的增大而增大 隨著距離的增大而減小 庫侖的實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)裝置 庫侖扭秤 實(shí)驗(yàn)方法 控制變量法微笑放大法 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 庫侖定律 當(dāng)電量不變時 F與距離r的二次方成反比F 當(dāng)之間距離不變時 F與 的乘積成正比F 1 內(nèi)容 真空中兩個靜止的點(diǎn)電荷之間的作用力 斥力或引力 與這兩個電荷所帶電荷量的乘積成正比 跟它們之間距離的二次方成反比 作用力的方向沿著這兩個點(diǎn)電荷的連線 2 表達(dá)式 其中 k叫靜電力常量 k 9 0 109N m2 C2 三 庫侖定律 注意 1 在計(jì)算時q1 q2只要代入大小 號不要代入 2 庫侖定律只能計(jì)算庫侖力的大小 方向在連線上 還需進(jìn)一步通過同種電荷排斥 異種電荷吸引來確定 1 下列說法中正確的是 A 點(diǎn)電荷是一種理想模型 真正的點(diǎn)電荷是不存在的B 點(diǎn)電荷就是體積和帶電量都很小的帶電體C 根據(jù)庫侖定律可知 當(dāng)r0時 F D 一個帶電體能否看成點(diǎn)電荷 不是看它的尺寸大小 而是看它的形狀和大小對所研究的問題的影響是否可以忽略不計(jì) 答案 AD 例題講解 解 氫原子核與電子之間的庫侖力F電為 2 在氫原子中 原子核只有1個質(zhì)子 核外只有1個電子 它們之間的距離r 5 3 10 11m 求氫原子核與電子之間的庫侖力F電與它們之間的萬有引力F引的比值 已知質(zhì)子的質(zhì)量為1 67 10 27kg 電子的質(zhì)量為9 1 10 31kg 氫原子核與電子之間的萬有引力F引為 小結(jié) 微觀粒子間的萬有引力遠(yuǎn)小于庫侖力 因此在研究微觀帶電粒子的相互作用時 可以把萬有引力忽略 F電 F引 3 見教材P9例題 方法歸納 4 真空中有三個點(diǎn)電荷 它們固定在邊長為50cm的等邊三角形的三個頂點(diǎn)上 每個點(diǎn)電荷都是q 2 10 6C 求它們的庫侖力 5 在真空中兩個相同的帶等量異號電荷的金屬小球A和B 均可看做點(diǎn)電荷 分別固定在兩處 兩球間靜電力為F 現(xiàn)用一個不帶電的同樣的金屬小球C先與A接觸 再與B接觸 然后移開C 此時A B球間的靜電力變?yōu)槎啻?一個定律 庫侖定律 一個模型 理想化模型 點(diǎn)電荷 一個公式 一種物理實(shí)驗(yàn)方法 控制變量法 課堂小結(jié) 第3節(jié)電場強(qiáng)度 三 維 目 標(biāo) 1.知識與技能： ?。?）、知道電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的，知道電場是客觀存在的一種特殊的物質(zhì)形態(tài)。 　 （2）、理解電場強(qiáng)度的概念以及定義式。 2.過程與方法： 知道電場疊加的一般方法。 3.情感、態(tài)度與價值觀方面：培養(yǎng)學(xué)生會分析和處理電場問題的一般辦法。 學(xué) 習(xí) 重 點(diǎn) 電場強(qiáng)度的概念及其定義式 學(xué) 習(xí) 難 點(diǎn) 對電場概念的理解、應(yīng)用電場的疊加原理進(jìn)行簡單的計(jì)算。 學(xué) 習(xí) 方 法 自主——探究——合作 學(xué) 習(xí) 過 程 學(xué) 習(xí) 過 程 1、 自主學(xué)習(xí) 1、 　電場的兩種描述及電場的性質(zhì) 【問題1】物質(zhì)存在有兩種形式：一種是實(shí)物，另一種是場。場看不見、摸不著，但卻客觀存在。你知道自然界存在哪些場嗎？ 【問題2】電場的基本性質(zhì)是什么？怎樣簡單、快捷地判斷空間中是否存在電場？ 【問題3】試探電荷q在某點(diǎn)受到的靜電力大小為F，則該點(diǎn)的電場強(qiáng)度E= 。電場強(qiáng)度簡稱 ，在國際單位制中，其單位為 ，符號為 。 物理學(xué)中，規(guī)定電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度的方向 【問題4】無形的電場可以用有形的電場線來描述。試分別畫出單個正點(diǎn)電荷、單個負(fù)點(diǎn)電荷的電場線分布圖。 【問題5】什么是勻強(qiáng)電場？勻強(qiáng)電場的電場線有哪些特點(diǎn)？ 二、探究新知 【問題1】要研究電場，必須在電場中放入電荷。無論放置什么樣的帶電體都可以嗎？ 【問題2】小組討論：甲同學(xué)說：“由電場強(qiáng)度的定義 可知，E跟F成正比，E跟q成反比。”乙同學(xué)說：“電場強(qiáng)度E跟q、F無關(guān)。”請說出你們小組的觀點(diǎn)。如果以檢驗(yàn)電荷q的帶電量值為橫軸，它在電場中A點(diǎn)受到的靜電力F為縱軸畫出直角坐標(biāo)系，你認(rèn)為F與q的關(guān)系圖線應(yīng)是什么樣的曲線？ 【問題3】電場強(qiáng)度是如何描述電場的強(qiáng)弱和方向的？ 【問題4】電場線的定義是什么？電場中真的存在蜘蛛網(wǎng)一樣的線嗎？ 【問題5】怎樣用電場線直觀形象地描述電場？你能概括一下電場線的特點(diǎn)嗎？ 【問題6】小組討論：兩條電場線在空間中能相交嗎？說出你們組的理由。 三、新知應(yīng)用(多媒體展示) 1.在電場中某點(diǎn)放一試探電荷，其電荷量為q，試探電荷受到的電場力為F，則該點(diǎn)電場強(qiáng)度為E=F/q，那么下列說法是否正確 A、若移去試探電荷q，該點(diǎn)的電場強(qiáng)度就為零 B、若在該點(diǎn)放一個電荷量為2q的試探電荷，該點(diǎn)的場強(qiáng)就變?yōu)镋/2 C、若在該點(diǎn)放一個電荷量為-2q的試探電荷，則該點(diǎn)的場強(qiáng)大小仍為E，但電場強(qiáng)度的方向變?yōu)樵瓉硐喾吹姆较? 2.電場中有一點(diǎn)P，下列哪些說法正確的是（ ） A.若放在P點(diǎn)的試探電荷的電量減半，則P點(diǎn) 　的場強(qiáng)減半。 B.若P點(diǎn)沒有試探電荷，則P點(diǎn)的場強(qiáng)為零。 C.P點(diǎn)的場強(qiáng)越大，則同一電荷在P點(diǎn)受到的 　電場力越大。 D.P點(diǎn)的場強(qiáng)方向?yàn)樵囂诫姾稍谠擖c(diǎn)的受力方向 四、當(dāng)堂檢測 1．真空中兩個等量異種點(diǎn)電荷電量的值均為q，相距r，兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)處的場強(qiáng)為 [ ] 　　A．0 B．2kq／r2 　　C．4kq／r2 D．8kq／r2 2．如圖6，正點(diǎn)電荷Q的電場中，A點(diǎn)場強(qiáng)為100N／C，C點(diǎn)場強(qiáng)為36N/C，B是AC的中點(diǎn)，則B點(diǎn)的場強(qiáng)為________N／C． 3．真空中有一電場，在電場中的P點(diǎn)放一電量為4.0×10-9C的檢驗(yàn)電荷，它受到的電場力為2.0×10-5N，則P點(diǎn)的場強(qiáng)為________N／C；把檢驗(yàn)電荷電量減小為2.0×10-9C，則該電荷在P點(diǎn)受到的電場力為__________N 4.場電荷Q=2×10-4C，是正點(diǎn)電荷；試探電荷q=2×10-5C，是負(fù)電荷，它們相距r=2m而靜止且都在真空中，如圖所示。求： （1）q受的電場力； （2）q所在的B點(diǎn)的場強(qiáng)EB； （3）只將q換為q，=4×10-5C的正點(diǎn)電荷，再求q’受力及B點(diǎn)的場強(qiáng)； （4）將試探電荷拿去后再求B點(diǎn)場強(qiáng)。 5.真空中兩個正點(diǎn)電荷A、B所帶電量皆為Q，且相距為r,則距離A為r/3處的P點(diǎn)的電場強(qiáng)度為多少？ 五、小結(jié) 六、反思質(zhì)疑 - 5 - 電場電場強(qiáng)度 電場強(qiáng)度 電場 1 電場是電荷周圍客觀存在的一種特殊物質(zhì) 2 電場對放入其中的電荷有力的作用 這種力叫做電場力 電荷A和B間是通過電場實(shí)現(xiàn)相互作用的 請用場的觀點(diǎn)來說明電荷A和B間的相互作用 電場對電荷有力的作用 怎樣描述這種作用呢 q FA q FB 場源電荷 產(chǎn)生電場的電荷 試探電荷 或稱為檢驗(yàn)電荷 Q 電場強(qiáng)度 a 定義 放入電場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力F跟它的電量q的比值叫該點(diǎn)的電場強(qiáng)度 簡稱場強(qiáng) 用E表示 b 表達(dá)式 c 單位 牛 庫 N C 伏 米 V m 1伏 米 1牛 庫 定義式 適用于任意電場 比值法定義 d 方向 規(guī)定與正電荷在該點(diǎn)的受力方向相同 E為矢量 e 理解 場強(qiáng)反映電場力的性質(zhì) 由電場本身決定 與放入的試探電荷無關(guān) 定義式適用于一切電場 理解訓(xùn)練 在電場中某點(diǎn)放一試探電荷 其電荷量為q 試探電荷受到的電場力為F 則該點(diǎn)電場強(qiáng)度為E F q 那么下列說法是否正確 A 若移去試探電荷q 該點(diǎn)的電場強(qiáng)度就為零B 若在該點(diǎn)放一個電荷量為2q的試探電荷 該點(diǎn)的場強(qiáng)就變?yōu)镋 2C 若在該點(diǎn)放一個電荷量為 2q的試探電荷 則該點(diǎn)的場強(qiáng)大小仍為E 但電場強(qiáng)度的方向變?yōu)樵瓉硐喾吹姆较?A B C都錯誤 1 真空中點(diǎn)電荷電場的場強(qiáng)公式 決定式 適用于真空點(diǎn)電荷的電場 特例 真空中點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度 提示 利用場強(qiáng)的定義式和庫侖定律推導(dǎo) 正點(diǎn)電荷電場中某點(diǎn)電場強(qiáng)度方向沿連線背離 Q 負(fù)點(diǎn)電荷電場中某點(diǎn)電場強(qiáng)度方向沿連線指向 Q 2 點(diǎn)電荷周圍電場強(qiáng)度的方向 勻強(qiáng)電場 如果電場中各點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小相等 方向相同 這個電場就叫勻強(qiáng)電場 定義式 適用于一切電場 僅對點(diǎn)電荷的電場適用 q是檢驗(yàn)電荷 E與q無關(guān) Q是場源電荷 E與Q成正比 1 電場強(qiáng)度是矢量 合成應(yīng)遵循平行四邊形法則 電場強(qiáng)度的疊加 2 一個半徑為R的均勻帶電球體 或球殼 在外部產(chǎn)生的電場 與一個位于球心的 電荷量相等的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場相同 1 電場中有一點(diǎn)P 下列哪些說法正確的是 A 若放在P點(diǎn)的試探電荷的電量減半 則P點(diǎn)的場強(qiáng)減半 B 若P點(diǎn)沒有試探電荷 則P點(diǎn)的場強(qiáng)為零 C P點(diǎn)的場強(qiáng)越大 則同一電荷在P點(diǎn)受到的電場力越大 D P點(diǎn)的場強(qiáng)方向?yàn)樵囂诫姾稍谠擖c(diǎn)的受力方向 C 課堂訓(xùn)練 答案 1 F 9N 2 EB 4 5 105N C 3 18N EB 4 5 105N C 4 EB 4 5 105N C 習(xí)題 習(xí)題 3 如圖所示 點(diǎn)電荷q與9q靜止于真空中 相距r 它們均為正電荷 求 1 連線中點(diǎn)A的場強(qiáng)EA 2 求場強(qiáng)為0的點(diǎn)位置 答案 1 EA 8kq2 r2 2 離q距離為r 4 電場線 1 引入 英國物理學(xué)家法拉第首先引入了電場強(qiáng)度的圖象 他在電場中畫了一些曲線 使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的場強(qiáng)方向一致 這些曲線就叫做電場線 請看仔細(xì)了 請看仔細(xì)了 正點(diǎn)電荷的電場線 負(fù)點(diǎn)電荷的電場線 常見的電場線 發(fā)散狀 會聚狀 等量同號正點(diǎn)電荷電場的電場線 等量異號點(diǎn)電荷電場的電場線 常見的電場線 相吸狀 排斥狀 常見的電場線 勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)處處相等 勻強(qiáng)電場的電場線是互相平行的 等間距的直線 1 電場線起始于正電荷或無窮遠(yuǎn)處 終止于無限遠(yuǎn)處或負(fù)電荷 2 電場線不是閉合的曲線3 同一電場中電場線的疏密程度表示場強(qiáng)的大小 二 電場線的特征 5 電場線不會相交 也不會相切 6 電場線是假想的 實(shí)際電場中并不存在 4 電場線上每一點(diǎn)的切線方向和該點(diǎn)的場強(qiáng)方向一致 特點(diǎn) a 離點(diǎn)電荷越近 電場線越密 場強(qiáng)越大b 以點(diǎn)電荷為球心作個球面 電場線處處與球面垂直 在此球面上場強(qiáng)大小處處相等 方向不同 球面半徑越大 球面上電場線分布越疏 三 幾種常見電場中電場線的分布及特點(diǎn)1 正點(diǎn)電荷的電場中電場線的分布 發(fā)散狀中心對稱圖形 像太陽光芒四射 會聚狀中心對稱圖形 2 負(fù)點(diǎn)電荷的電場線分布的平面圖 起始無窮遠(yuǎn)處 終止于負(fù)電荷 在以負(fù)點(diǎn)電荷為球心的球面上 電場線疏密相同 但切向各不相同 球面半徑越大 球面上電場線分布越疏 像黑洞把周圍物體全吸進(jìn)來 3 兩個等量異種點(diǎn)電荷的電場線分布的平面圖 像燈籠一樣和諧對稱 像條形磁鐵的磁感線 關(guān)于兩電荷連線和中垂線的軸對稱圖形 相吸狀 特點(diǎn) a 沿點(diǎn)電荷的連線 場強(qiáng)先變小后變大 b 兩點(diǎn)電荷連線中垂面 中垂線 上 場強(qiáng)方向均相同 且總與中垂面 中垂線 垂直 c 在中垂面 中垂線 上 與兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)0等距離各點(diǎn)場強(qiáng)相等 4 等量同種電荷的電場線分布的平面圖 相斥狀 兩軍對壘排兵布陣完畢 關(guān)于兩電荷連線和中垂線的軸對稱圖形 等量同種電荷的電場線分布的平面圖 4 等量同種點(diǎn)電荷形成的電場中電場中電場線分布情況 特點(diǎn) a 兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)O處場強(qiáng)為0b 兩點(diǎn)電荷連線中點(diǎn)附近的電場線非常稀疏 但場強(qiáng)并不為0c 兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)到無限遠(yuǎn)電場線先變密后變疏 d 在中垂面 中垂線 上 與兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)0等距離各點(diǎn)場強(qiáng)大小相等 起始于正電電荷 終止于無窮遠(yuǎn)處 5 帶等量異種電荷平行金屬板間的電場線分布的平面圖 起始于正電荷 終止于負(fù)電荷 除邊緣外 兩個金屬板之間的電場線疏密均勻 切向相同 為平行等距同向直線 株距行距都相等的樹林 兩個異名磁極之間的磁感線 電場線是電荷的運(yùn)動軌跡嗎 V0 0 F V0 0 F 此時軌跡與電場線重合 此時軌跡是曲線 與電場線不重合 例1 如圖 是靜電場的一部分電場線的分布 下列說法正確的是 A 這個電場只能是負(fù)電荷的電場B 點(diǎn)電荷q在A B兩處受到的電場力FB FAC 點(diǎn)電荷q在A B兩處的加速度大小 aA aB 不計(jì)重力 D 負(fù)電荷在B點(diǎn)處受到的電場力方向沿B點(diǎn)切線方向 B 例2 如圖為一條電場線 下列說法正確的是 A EA一定大于EBB 因電場線是直線 所以是勻強(qiáng)電場 故EA EBC A點(diǎn)電場方向一定由A指向BD AB兩點(diǎn)的場強(qiáng)方向不能確定 C 例3 正檢驗(yàn)電荷q在電場中P點(diǎn)處開始向Q點(diǎn)作減速運(yùn)動 且運(yùn)動的加速度值越來越小 重力不計(jì) 則可以確定它所處的電場可能是 C 例4 如圖a所示 A B是一個點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場的電場線 如圖b則是方向在電場線上 a b兩處的檢驗(yàn)電荷的電荷量大小與所受電場力大小之間的函數(shù)圖線 則 A 點(diǎn)電荷是正電荷 位置在B側(cè)B 點(diǎn)電荷是正電荷 位置在A側(cè)C 點(diǎn)電荷是負(fù)電荷 位置在A側(cè)D 點(diǎn)電荷是負(fù)電荷 位置在B側(cè) B 第4節(jié)電勢能和電勢 三 維 目 標(biāo) 1.知識與技能： ?。?）、理解靜電力做功的特點(diǎn)、電勢能的概念、電勢能和電場力做功的關(guān)系。 　（2）、理解電勢的概念知道電勢是描述電場的能的性質(zhì)的物理量。 2.過程與方法：通過與前面知識的結(jié)合，理解電勢能與靜電力做的功的關(guān)系，從而更好的理解電勢能和電勢的概念。 3.情感、態(tài)度與價值觀方面：嘗試運(yùn)用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實(shí)際問題，增強(qiáng)科學(xué)探究的價值。 學(xué) 習(xí) 重 點(diǎn) 理解掌握電勢能、電勢、等勢面的概念及意義 學(xué) 習(xí) 難 點(diǎn) 掌握電勢能和做功的關(guān)系，并能用此解決相關(guān)問題。 學(xué) 習(xí) 方 法 自主——探究——合作 學(xué) 習(xí) 過 程 學(xué) 習(xí) 過 程 1、 自主學(xué)習(xí) (一)、靜電力做功的特點(diǎn) （二）、 電勢能 １、定義 2、電場力做的功等于電勢能的減少量 3、電勢 (1)電勢定義： (2)電勢是標(biāo)量，單位：伏特，簡稱伏，用V表示，1V=1J／C。 (3)在離場源無窮遠(yuǎn)處電勢為0：正電荷電場中，處處電勢為正。負(fù) 電荷電場中，處處電勢為負(fù)。 (4)沿電場線方向，電勢降低。 4、等勢面： （1）定義 （2）特點(diǎn) 二、探究新知 1、靜電力的功 靜電力做的功與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，但與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)。 2、電勢能 電荷在電場中具有的勢能。和重力勢能一樣要確定零勢能位置，通常把電荷在離場源電荷無限遠(yuǎn)處的電勢能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上的電勢能規(guī)定為零。比零電勢能高的電勢能為正，比零電勢能低的電勢能為負(fù)。 電勢能用Ep表示，單位：焦耳（J） 電勢能與靜電力做功的關(guān)系 靜電力做正功電勢能減少， 靜電力做負(fù)功電勢能增加。 3、電勢 (1)電勢定義：φ=Ep/q。 (2)電勢是標(biāo)量，單位：伏特，簡稱伏，用V表示，1V=1J／C。 (3)在離場源無窮遠(yuǎn)處電勢為0：正電荷電場中，處處電勢為正。負(fù)電荷電場中，處處電勢為負(fù)。 (4)沿電力線方向，電勢降低。 4、等勢面：電場中電勢相等的點(diǎn)構(gòu)成的面 （1）在同一等勢面上的任意兩點(diǎn)間移動電荷，電場力不做功 （2）電場線（或E）⊥等勢面，且由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面 （3）不同等勢面在空間不相交、不相切，閉合 （4）等差等勢面的疏密表示場強(qiáng)的大小 三、新知應(yīng)用（多媒體展示） 4、 當(dāng)堂檢測 1、將帶電量為6×10-6C的負(fù)電荷從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服電場力做了3×10-5J的功，再從B移到C，電場力做了1.2×10-5J的功，則 （1）電荷從A移到B，再從B移到C的過程中電勢能共改變了多少？ （2）如果規(guī)定A點(diǎn)的電勢能為零，則該電荷在B點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢能分別為多少？ （3）如果規(guī)定B點(diǎn)的電勢能為零，則該電荷在A點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢能分別為多少？ 2、如果把q=1.0×10-8C的電荷從無窮遠(yuǎn)處移至電場中的A點(diǎn)，需克服電場力做功W=1.2×10-4J.那么 ⑴ q在A點(diǎn)的電勢能和在A點(diǎn)的電勢各是多少？ ⑵ q未移入電場前A點(diǎn)的電勢是多少 ？ 五、小結(jié) 六、反思質(zhì)疑 - 4 - 1 4電勢能和電勢 引 一個試探電荷在電場中某點(diǎn)由靜止釋放 將如何運(yùn)動 在電場力作用下電荷做加速運(yùn)動 一段時間后獲得一定的速度 試探電荷的動能增加 什么能轉(zhuǎn)換為動能的呢 B M A F q W甲 F AB cos qE AM 把正電荷沿不同路徑從A點(diǎn)移到B電場力做功 甲 乙 丙 沿甲路徑電場力做功 沿乙路徑電場力做功 沿丙路徑電場力做功 W乙 qE AM W丙 qE AM 沿任意路徑電場力做功 W任意 qE AM 結(jié)論 靜電力做功與路徑無關(guān) 由初末位置來決定 電場力做功的過程是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢 定義 電荷在電場中所具有的能叫做電勢能 Ep 標(biāo)量相對性 3 電場力做正功 電荷的動能增加 電勢能減少 電場力做負(fù)功 電荷的動能減少 電勢能增加 電場力做的功等于電勢能的減少量 相對性 通常把電荷在離場源電荷無窮遠(yuǎn)處的電勢能為0 或把電荷在大地表面上的電勢能規(guī)定為0 6 電荷在電場中某一點(diǎn)A具有的電勢能EP等于將該點(diǎn)電荷由A點(diǎn)移到電勢零點(diǎn)電場力所做的功W的 即EP W 5 電勢能有正負(fù) 卻是標(biāo)量 正負(fù)表示該點(diǎn)的電勢能比零點(diǎn)的電勢能的高低 下列說法中正確的是 A 當(dāng)兩正點(diǎn)電荷相互靠近時 它們的電勢能增大B 當(dāng)兩負(fù)點(diǎn)電荷相互靠近時 它們的電勢能增大C 一個正電荷與另一個負(fù)電荷相互靠近時 它們的電勢能減小D 一個正電荷與另一個負(fù)電荷相互靠近時 它們的電勢能增大 ABC 一個電荷只在電場力作用下從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)時 電場力做了5 10 6J的功 那么 A 電荷在B處時將具有5 10 6J的電勢能B 電荷在B處將具有5 10 6J的動能C 電荷的電勢能減少了5 10 6JD 電荷的動能增加了5 10 6J CD 1 將帶電量為6 10 6C的負(fù)電荷從電場中的A點(diǎn)移到B點(diǎn) 克服電場力做了3 10 5J的功 再從B移到C 電場力做了1 2 10 5J的功 則 1 電荷從A移到B 再從B移到C的過程中電勢能共改變了多少 2 如果規(guī)定A點(diǎn)的電勢能為零 則該電荷在B點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢能分別為多少 3 如果規(guī)定B點(diǎn)的電勢能為零 則該電荷在A點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢能分別為多少 增加了1 8 10 5J EPC 1 8 10 5J EPC 1 2 10 5J EPB 3 10 5J EPA 3 10 5J 4 如圖所示 在等量正點(diǎn)電荷形成的電場中 它們連線的中垂面ab上 有一電子 從靜止開始由a運(yùn)動到b的過程中 a b相對O對稱 下列說法正確的是 A 電子的電勢能始終增多B 電子的電勢能始終減少C 電子的電勢能先減少后增加D 電子的電勢能先增加后減少 C 5 一帶電油滴在勻強(qiáng)電場E中的運(yùn)動軌跡如圖虛線所示 電場方向豎直向下 若不計(jì)空氣阻力 則此帶電油滴從a運(yùn)動到b的過程中 能量變化情況為 A 動能減小B 電勢能增加C 動能和電勢能之和減少D 重力勢能和電勢能之和增加 E a b C 1 定義 6 電場中某點(diǎn)的電勢的大小是由電場本身的性質(zhì)決定的 與放不放電荷及放什么電荷無關(guān) 標(biāo)量 3 相對性 一般選取無窮遠(yuǎn)或大地電勢為零 1J C 1V 2 EP及q含符號 4 沿電場線 場強(qiáng) 方向電勢越來越低 5 正電荷的電場中電勢為正 負(fù)電荷的電場中電勢為負(fù) A B 7 電勢是標(biāo)量 在規(guī)定了零電勢后 電場中各點(diǎn)的電勢可以是正值 也可以是負(fù)值 正值表示該點(diǎn)電勢比零高 負(fù)值表示該點(diǎn)電勢比零低 6 如圖所示 點(diǎn)電荷的靜電場中電場線用實(shí)線表示 但其方向未標(biāo)明 虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運(yùn)動軌跡 a b是軌跡上的兩點(diǎn) 若帶電粒子在運(yùn)動中只受到電場力作用 根據(jù)此圖可作出正確判斷的是 A 帶電粒子所帶電荷的性質(zhì)B 帶電粒子在a b兩點(diǎn)的受力方向C 帶電粒子在a b兩點(diǎn)的速度何處較大D 帶電粒子在a b兩點(diǎn)的電勢能何處較大 BCD 7 如圖所示 是負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中的一條電場線 一個帶正電的粒子 不計(jì)重力 從a到b穿越這條電場線的軌跡如圖中虛線所示 則該帶電粒子在a點(diǎn)的加速度一定在b點(diǎn)的加速度 帶電粒子在a點(diǎn)的電勢能一定在b點(diǎn)的電勢能 填 大于 小于 式 等于 N b a 小于 大于 8 如圖 虛線a b c勢某靜電場中的三個等勢面 它們的電勢a最大 c最少 一帶正電的粒子射入電場中 其運(yùn)動軌跡如圖實(shí)線KLMN所示 由圖可知 粒子從K到L的過程中 電場力做負(fù)功粒子從L到M的過程中 電場力做負(fù)功粒子從K到L的過程中 電勢能增加粒子從L到N的過程中 動能減少 AC 9 如果把q 1 0 10 8C的電荷從無窮遠(yuǎn)處移至電場中的A點(diǎn) 需克服電場力做功W 1 2 10 4J 那么 q在A點(diǎn)的電勢能和在A點(diǎn)的電勢各是多少 q未移入電場前A點(diǎn)的電勢是多少 10 如圖所示 電場中有A B兩點(diǎn) 則下列說法中正確的是 A 電勢 A B場強(qiáng)EA EBB 電勢 A B場強(qiáng)EAEpB BC 2 幾種常見的等勢面 1 定義 電場中電勢相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面 叫做等勢面 1 在同一等勢面上的任意兩點(diǎn)間移動電荷 電場力不做功 2 電場線 或E 等勢面 且由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面 4 等差等勢面的疏密表示場強(qiáng)的大小 3 不同等勢面在空間不相交 不相切 閉合 3 等勢面的特點(diǎn) 11 關(guān)于等勢面 正確的說法是 A 電荷在等勢面上移動時不受電場力作用 所以不做功B 等勢面上各點(diǎn)的場強(qiáng)大小相等C 等勢面一定跟電場線垂直D 兩等勢面不能相交 CD 12 孤立點(diǎn)電荷電場中的一簇等勢面如圖所示中虛線所示 其電勢分別為 1 2 3 A B C是某電場線與這簇等勢面的交點(diǎn) 且ab ac 現(xiàn)將一負(fù)電荷由a移到b 電場力做正功W1 再由b移至C 電場力做正功W2 則 A W1 W2 1 2 3B W1 W2 1 2 3C W1 W2 1 2 3D W1 W2 1 2 3 C 13 將一個 7 0 C的電荷從無限遠(yuǎn)處移到圖示電場中的A點(diǎn)時 電荷的電勢能為 140 J 問此過程中靜電力做功是多少 15 甲是等量異號電荷的電場線分布圖 乙是等量同號點(diǎn)電荷的電場線分布圖 AOB是兩點(diǎn)電荷的連線的垂直平分線 O是連線中點(diǎn) 1 在甲圖中 把單位正試探電荷從O點(diǎn)沿OA移動到無限遠(yuǎn)處 靜電力是否做功 電勢能是否變化 怎樣變化 2 在乙圖中 把單位正試探電荷從O點(diǎn)沿OA移動到無限遠(yuǎn)處 靜電力是否做功 電勢能是否變化 怎樣變化 方法一 根據(jù)電場力做功的正負(fù)判斷 如何比較電荷電勢能的大小呢 方法二 直接根據(jù)公式判斷 電場力做正功 電勢能減少 電場力做負(fù)功 電勢能增加