静电场学案(教师用1).doc

《静电场学案(教师用1).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《静电场学案(教师用1).doc（29页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流静电场学案(教师用1).精品文档.第一节 电荷及守恒定律新课标要求1.知道摩擦起电和感应起电并不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开.2.知道电荷守恒定律.3.知道什么是元电荷.知识精讲玻璃棒丝绸一、两种电荷自然界中有两种电荷，同性相斥，异性相吸，正负中和转移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摩擦起电是电荷的转移，不是电荷的创造。电荷没有质量二、电荷守恒定律 电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或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。这是物理学中的重要基本规律之一。三、

2、元电荷、点电荷和净电荷1、 元电荷：电子负电1.610 19 C，质子正电1.610 19 C，把质子或电子的电量叫元电荷1 e1.610 19 C，所有的带电体的电量都是e的整数倍，如、2、点电荷：（力学中的质点）如果带电体的形状和大小对它们相互作用力的影响可以忽略不计，两个物体间的距离比它们的自身大很多，这样的带电体叫点电荷。 3、净电荷：导体中正负电荷中和后所剩余的电荷三物体带电的三种方式：即摩擦起电、感应起电和接触带电.(1)摩擦起电是由于相互摩擦的物体间的电子的得失而使物体分别带上等量异种电荷.玻璃棒与丝绸摩擦时，由于玻璃棒容易失去电子而带正电；硬橡胶棒与毛皮摩擦时，由于硬橡胶棒容易

3、得到电子而带负电.(2)感应起电是指利用静电感应使物体带电的方式.例如图所示，将导体A、B接触后去靠近带电体C，由于静电感应，导体A、B上分别带上等量异种电荷，这时先把A、B分开，然后移去C，则A和B两导体上分别带上了等量异种电荷，如图所示.(3)接触带电，指一个不带电的金属导体跟另一个带电的金属导体接触后分开，而使不带电的导体带上电荷的方式.例如，将一个带电的金属小球跟另一个完全相同的不带电的金属小球接触后分开，它们平分了原来的带电量而带上等量同种电荷.从物体带电的各种方式不难看出，它们都不是创造了电荷，只是电荷从一个物体转移到了另一个物体，或者从物体的一部分转移到了物体的另一部分.新课预习

4、1.电荷 电荷守恒(1)自然界中只存在两种电荷： 电荷和 电荷.电荷间的作用规律是：同种电荷相互 ，异种电荷相互 .电荷的多少叫 .(2)静电感应：把电荷移近不带电的导体，可以使 ，这种现象叫静电感应.利用静电感应使物体带电叫 起电.(3)电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体 到另一物体，或者从物体的一部分 到另一部分.2.元电荷： ，所有带电体的电荷量或者 或者 .3电子的 与 之比，叫作电子的比荷例1如图所示，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.金属球一定带负电同学们再

5、考虑当某带电导体靠近不带电的验电器的金属小球时，两金箔张角将如何变化?答案逐渐变大变式训练如图所示，将用绝缘支柱支持 A导体A带负电，B带正电 B导体A带正电，B带负电 C导体A失去部分负电荷，导体C得的不带电金属导体A和B 接触，再将带负电的导体C移近导体A，然后把导体A、B分开，再移去C，则 ( )到负电荷 D导体A带正电是由于导体B的部分电子转移到导体A上，故A、B带等量异种电荷基础达标1.把两个完全相同的小球接触后分开，两球相互排斥，则两球原来带电情况不可能是A.原来的其中一个带电B.两个小球原来分别带等量异种电荷C.两个小球原来分别带同种电荷D.两个小球原来分别带不等量异种电荷2下列

6、说法正确的是 A摩擦起电和静电感应都是使物体正负电荷分开，而总电荷量并未变化B用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是摩擦过程中硬橡胶棒上正电荷转移到毛皮上C用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电是摩擦过程中玻璃棒得到电子D物体不带电，表明物体中没有电荷3.如图所示,带电小球A靠近不带电的绝缘绝缘金属导体,由于静电感应,导体C端出现了负电荷,可知带电小球A带 电;用手接触一下导体的B端,导体将带 电; 用手接触一下导体的中部,导体将带 电.ACB4.关于电现象的叙述,正确的是( )A.玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电,胶木棒无论与什么物体摩擦都带负电.B.摩擦可以起电,是普遍存在的现象,相互摩擦的两个物体总是同时带

7、等量异种电荷.C.带电现象的本质是电子的转移,物体得到多余电子就一定显负电性,失去电子就一定显正电性.D.当一种电荷出现时,必然有等量异号的电荷出现,当一种电荷消失时,必然有等量异号电荷同时消失.能力提升5.A、B、C、D4个小球都带电,A球能排斥B球,C球能吸引A球,D球又排斥C球,已知D球带正电,则B球应带何种性质的电荷?6.如图所示,原来不带电的绝缘金属导体MN,在其两端下边都悬挂着金属验电箔,若使带负电的绝缘金属球A靠近导体的M端,可能看到的现象是( )MNAA.只有M端的验电箔张开,且M端带正电.B. 只有N端的验电箔张开,且N端带负电.C. 两端的验电箔都张开,且M端带正电, N端

8、带负电.D. 两端的验电箔都张开,且两端都带正电或负电.第二节 库仑定律新课标要求1.掌握库仑定律，知道点电荷的概念，并理解真空中的库仑定律.2.会用库仑定律进行有关的计算.新课预习库仑定律：(1) 定律的内容：真空中两个 之间相互作用的电力，跟它们的 成正比，跟它们的 成反比，作用力的方向在 .(2)库仑力的大小F (3)静电力恒量 知识精讲四、库仑定律（法国）真空中两个点电荷的相互作用力（静电力或库仑力），跟它们电量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上。rQ1Q2 1、成立条件真空中（空气中也近似成立），点电荷。即带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计

9、。（这一点与万有引力很相似，但又有不同：对质量均匀分布的球，无论两球相距多近，r都等于球心距；而对带电导体球，距离近了以后，电荷会重新分布，不能再用球心距离代替r）。2、 正负的处理：绝对值五、两个完全相同的带电金属球相碰，电荷先中和，后平分。例1、电子m19.110 31 kg， 质子m21.6710 27 kg，求：静电力和万有引力的比值解： 计算静电力的时候不用考虑万有引力例2、在真空中同一条直线上的A、B两点固定有电荷量分别为+4Q和-Q的点电荷。将另一个点电荷放在该直线上的哪个位置，可以使它在电场力作用下保持静止？若要求这三个点电荷都只在电场力作用下保持静止，那么引入的这个点电荷应是

10、正电荷还是负电荷？电荷量是多大？解：C点处引入的点电荷QC= +4Q例3、已知如图，带电小球A、B的电荷分别为QA、QB，OA=OB，都用长L的丝线悬挂在O点。静止时A、B相距为d。为使平衡时AB间距离减为d/2，可采用哪些方法OABmBgFNLdA将小球A、B的质量都增加到原来的2倍B将小球B的质量增加到原来的8倍C将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半D将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍解：，而，可知，选BD例4、（与力学综合的问题） 已知如图，光滑绝缘水平面上有两只完全相同的金属球A、B，带电量分别为-2Q与-Q。现在使它们以相同的初动能E0（对应

11、的动量大小为p0）开始相向运动且刚好能发生接触。接触后两小球又各自反向运动。当它们刚好回到各自的出发点时的动能分别为E1和E2，动量大小分别为p1和p2。有下列说法：AB-Q-2QE1=E2 E0，p1=p2 p0 E1=E2= E0，p1=p2= p0 接触点一定在两球初位置连线的中点右侧某点 两球必将同时返回各自的出发点。其中正确的是C。A B C D知识点1.库仑定律的应用例1真空中两个相同的带等量异号电荷的金属小球A和B(A、B均可看作点电荷)，分别固定在两处，两球间静电力为F.用一个不带电的同样的金属小球C先和A接触，再与B接触，然后移去C，则A、B球间的静电力应为多大?若再使A、B

12、间距增大一倍，则它们的静电力又为多大?APQB例2竖直绝缘墙壁上的Q处有一固定的小球A,在Q的正上方的P点用绝缘丝线悬挂另一小球B,A、B两小球因带电而相互排斥，致使悬线与竖直方向成角，如图所示，由于漏电，使两小球的电量逐渐减小，悬线与竖直方向夹角逐渐减小，则在电荷漏完之前悬线对悬点P的拉力大小将（ ）A、 保持不变 B、先变大后变小 C、逐渐变小 D、逐渐变大思路分析受力分析根据相似三角形对应边成比例可得答案。变式训练如图所示,用长为L的细线吊着质量为m,带正电Q的小球悬挂于O点,并在O点正下方L处放置一个带正电荷q的小球,平衡时,细线偏转一个角度,此时细线上的张力为F1;若使电荷量q加倍,

13、重新稳定后,细线偏转更大的角度,细线上张力变为F2,则( )QqOA.F1=F2=mgB. F1F2 C. F1Eb C电场线是直线，所以Ea=Eb D不知a、b附近的电场线分布，Ea，Eb的大小都不能确定 变式训练 如图所示，正电荷q在电场力作用下由P向Q做加速运动, 而且加速度越来越大，那么可以断定, 它所在电场是图中哪一个? ( )QPQPQPQPABCDABCOEBEAEC例5、图中边长为a的正三角形ABC的三点顶点分别固定三个点电荷+q、+q、-q，求该三角形中心O点处的场强大小和方向。-5 -3 -1 1-4Q +9Q解：每个点电荷在O点处的场强大小都是由图可得O点处的合场强为，方

14、向由O指向C 。例6、 如图，在x轴上的x = -1和x =1两点分别固定电荷量为- 4Q和+9Q的点电荷。求：x轴上合场强为零的点的坐标。并求在x = -3点处的合场强方向。解：由库仑定律得合场强为零的点坐标为x= -5。x= -5、x= -1、x=1这三个点把x轴分成四段，可以证明：同一直线上的两个点电荷所在的点和它们形成的合场强为零的点把该直线分成4段，相邻两段上的场强方向总是相反的。本题从右到左，4个线段（或射线）上的场强方向依次为：向右、向左、向右、向左，所以x= -3点处的合场强方向为向右。基础达标1有关电场概念，下述说法正确的有 ( ) A电场是物质的一种特殊形态，电荷间的相互作

15、用，实质是电荷通过电场对另一电荷产生作用 B电荷只能存在于真空和空气中，不能存在于导体中 C电场和由分子、原子构成的物质一样都是物质。 D电场能够传播，其传播速率等于光速。2关于电场强度和电场力说法正确的是( ) A电场强度和电场力都反映电场本身的一种物理性质 B电场强度反映电场本身的一种物理性质，其大小由放入电场中电荷所受电场力决定 C电场中某一点电场强度反映电场本身性质，其大小与放入电场中的电荷无关 D电荷在电场中某点所受电场力与电场强度、电荷量均有关3下列说法中，正确的是 ( ) A在一个以点电荷为中心，r为半径的球面上，各处的电场强度都相同 BE= kQ/r2仅适用于点电荷形成的电场

16、C电场强度的方向就是放入电场中的电荷受到的电场力的方向 D当初速度为零时，放入电场中的电荷在电场力作用下的运动轨迹一定是直线4将一点电荷q=10-10C放在电场中P点电荷受到电场力大小为lO-6N, 方向向东,把该电荷撤去后，P点场强为 ( ) A零 B104NC, 方向向东 C104NC，方向向西 D10-16NC，方向向西5关于电场线，下列说法正确的是 ( )A 电场线是客观存在的 B电场线与电荷运动的轨迹是一致的 C电场线上某点的切线方向与电荷在该点的受力方向可以不相同 D沿电场线方向，场强一定越来越大6带电平行板间的电场强度是 ( ) A以板间中点最强 B接近两板处最强 C除边缘区域外

17、到处都一样 D在板间中点为零7关于电场线，下列说法正确的是 ( ) A靠近正点电荷, 电场线越密, 场强越大, 靠近负点电荷，电场线越密，场强越小 B电场线的切线方向是点电荷只在电场力作用下的加速度方向 C电场线是点电荷在电场中只受电场力作用时运动的轨迹 D电场中任何两条电场线都不相交8在x轴上有两个点电荷，一个带正电Q1，一个带负电Q2，Q1=2Q2, E1和E2分别表示两个电荷所产生的场强大小，则x轴上 ( ) AE1=E2之点有一处，该处合场强为零 BE1=E2之点共有两处，一处合场强为零，另一处合场强为2E2 CE1=E2之点共有三处, 其中两处合场强为零, 另一处合场强为2E2 DE

18、1=E2之点共有三处，其中一处合场强为零，另两处合场强为2E39在点电荷+Q形成的电场中，距+Q为3 cm处的A点的电场强度为500 NC, 那么+Q的电量是_ 若将电量q=3lO-15C的点电荷置于A点, 它受到的电场力大小为_10如图所示,真空中两个带电量分别为Q和4Q的正点电荷，位于相距30 cm的A、B两点, 将另一正电荷q置于AB连线上的C点，q受合力恰好为零, C点应距A点_cm，若将电荷q取走，C点场强为_NCQA4QBCq能力提升11.电场强度E的定义式为E=F/q，根据此式，下列说法中正确的是此式只适用于点电荷产生的电场 式中q是放入电场中的点电荷的电荷量，F是该点电荷在电场

19、中某点受到的电场力，E是该点的电场强度 式中q是产生电场的点电荷的电荷量，F是放在电场中的点电荷受到的电场力，E是电场强度 在库仑定律的表达式F=kq1q2/r2中，可以把kq2/r2看作是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，也可以把kq1/r2看作是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强大小A.只有B.只有C.只有D.只有12.一个检验电荷q在电场中某点受到的电场力为F，以及这点的电场强度为E，下图中能正确反映q、E、F三者关系的是13.如图所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由AOB匀速飞过，电子重力不计，则电子所受另一个力的大小和方向变化情况是A.先变大后变小，方向水平向左B.

20、先变大后变小，方向水平向右C.先变小后变大，方向水平向左D.先变小后变大，方向水平向右14.如图所示，带箭头的线段表示某一电场中的电场线的分布情况.一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示.若不考虑其他力，则下列判断中正确的是A.若粒子是从A运动到B，则粒子带正电；若粒子是从B运动到A，则粒子带负电B.不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电C.若粒子是从B运动到A，则其加速度减小D.若粒子是从B运动到A，则其速度减小15.如图所示，一根长为2 m的绝缘细管AB被置于匀强电场E中，其A、B两端正好处于电场的左右边界上，倾角=37,电场强度E=103 V/m，方向竖直向下，管内有

21、一个带负电的小球，重G=10-3 N,电荷量q=210-6 C，从A点由静止开始运动，已知小球与管壁的动摩擦因数为0.5，则小球从B点射出时的速度是（取g=10 m/s2;sin37=0.6,cos37=0.8）A.2 m/sB.3 m/sC.2m/sD.2m/s16.在如图所示的竖直向下的匀强电场中，用绝缘的细线拴住的带电小球在竖直平面内绕悬点O做圆周运动，下列说法正确的是带电小球有可能做匀速率圆周运动 带电小球有可能做变速率圆周运动 带电小球通过最高点时，细线拉力一定最小 带电小球通过最低点时，细线拉力有可能最小A.B.C.D.17.质量为m的带正电小球A悬挂在绝缘细线上，且处在场强为E的

22、匀强电场中，当小球A静止时，细线与竖直方向成30角，已知此电场方向恰使小球受到的电场力最小，则小球所带的电量应为A.B. C.D.18.如图所示，在正点电荷Q的电场中，A点处的电场强度为81 N/C，C点处的电场强度为16 N/C，B点是在A、C连线上距离A点为五分之一AC长度处，且A、B、C在一条直线上，则B点处的电场强度为多大?19.在一高为h的绝缘光滑水平桌面上，有一个带电量为+q、质量为m的带电小球静止，小球到桌子右边缘的距离为s，突然在空间中施加一个水平向右的匀强电场E，且qE= 2 mg，如图所示，求：（1）小球经多长时间落地？（2）小球落地时的速度.20.如图所示，一半径为R的绝

23、缘圆形轨道竖直放置，圆轨道最低点与一条水平轨道相连，轨道都是光滑的.轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，场强为E.从水平轨道上的A点由静止释放一质量为m的带正电的小球，为使小球刚好在圆轨道内做圆周运动，求释放点A距圆轨道最低点B的距离s.已知小球受到的电场力大小等于小球重力的倍.4、电势能和电势新课标要求1.明确静电力做功的特点.2.理解电势能的概念.3.弄清静电力做功与电势能变化之间的关系.4.理解电势的概念,等势面的特点.知识精讲 电 势 能 和 电 势 和 电 势 差一、电势能（标量 焦耳 J ）电场力、相对位置 1、电荷在电场中受到电场力，所具有的与电荷的位置有关的能量，称电势能或电能

24、。 2、电势能的相对性选择零势能面，一般选择大地或无穷远为零势能面。（等效）3、电场力做功与电势能改变的关系方法与重力势能相对比无论电荷的正负，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加，做功和电势能的变化量在数值上是相等的 A BA到B，正功，ab A BA到B，负功，abABC静电场中，电场力做功与路径无关，电势能的改变量与路径无关 二、 1 J / C 1 V / m 1、 地位：u（或）与力学中的高度相当（标量）2、 相对性：选取大地或无穷远处为零电势点00A B6J3V10J5V3、 沿电场线方向，电势降低（与电性无关）2C 4、 电势由电场本身性质决定5、 电势是描述电场中

25、能量性质的物理量6、 意义：电场中某一点的电势在数值等于单位电荷在那一点所具有的电势能。三、电 势 差电场力做功与电荷电量的比值叫电势差S M0V 2VS M0V 2VN5V1、 在电场中某两点的电势之差，也叫电压 UAB A B 2、 3、意义：对应于高度差，由电场本身的性质决定电势与选择的零电势点有关，电势差与零电势点的选择无关 等 势 面一、等势面电场中，电势相等的各点所构成的面(等高线和等压线)二、常见等势面的形状9 8 7 6 6 6 6 5 4 3 2 1 0 三、等势面的特点1、 在等势面上移动电荷，电场力不做功201002、 电场线（或E）等势面3、 电场线由高的等势面指向低的

26、等势面4、 闭合、等势面不相交 5、 静电平衡导体是等势体，表面是等势面 6、 等差等势面相邻的等势面的电势差相等8V 0V 8V（1） 差等势面越密的地方，电场越强，场强越大（2） 相邻的等差等势面移动同一个电荷电场力做功相等7、沿电场方向电势降低最快（场强方向是电势 降落最快的地方） 8、匀强电场中，平行等长的线段两个端点间的电势差相等，即匀强电场中的电势均匀变化。新课预习一、静电力做功的特点：在电场中移动电荷时，静电力对电荷所做的功与电荷的 和 有关，但与电荷经过的 无关。这一结论对于 成立。二、 电势能1电荷在电场中具有的 叫做电势能。2电荷在电场中两点间运动时静电力做功与电荷在初末位

27、置所具有的电势能之间的关系：WAB= 。3要求电场中某点的电势能应选择 位置。4电荷在某点具有的电势能，等于静电力把它从该点移到 所的做的功三、电势1电势的定义： 2电势的表达式： 。3电场线指向电势 的方向。（沿电场线方向电势 。4电势是标量，若论电势需有参考点，经常选 为零电势位置四、等势面1 叫等势面。2两个等势面不相交3电场线与等势面的关系： 。知识精讲知识点1静电力做功的特点例1如图所示，B、C、D三点都在以点电荷+Q为圆心，半径为r的圆弧上将一检验电荷DC+QAB从A点分别移到B、C、D各点时，电场力做的功是 ( ) AWABWAC BWADWAB CWACWAD DWAB=WAC

28、变式训练如图所示，三个等势面上有a、b、c、d四点, 若将一正电荷由c经a移到d, 电场力做正功W1, 若由c经b移到d，电场力做正功W2，则 ( )cdbaU1U2U3 AW1W2，UlU2 BW1W2, UlU2 CWl=W2, UlU2知识点2静电力做功与电势能变化之间的关系.例2下列关于点电荷在电场中移动时，电势能变化的说法正确的是 ( )A正电荷沿电场线方向移动，其电势能增加B正电荷逆着电场线方向移动，其电势能增加C负电荷沿电场线方向移动，其电势能减少 D负电荷逆着电场线方向移动，其电势能减少思路分析电场力做正功，电势能减小，减小的电势能等于电场力做的功 ；电场力做负功，电势能增加，

29、增加的电势能等于克服电场力所做的功。 变式训练电子在静电场中由电势高处运动到电势低处的过程中，下列说法正确的是 ( ) A电子动能一定越来越小 B电子的电势能一定越来越大 C电子速度一定越来越大 D电子的电势能可能越来越小知识点3电势能、电势、等势面例3 关于电势、电势能、等势面的概念，下列说法正确的是 ( ) A电场中某点的电势等于单位正电荷所具有的电势能 B电场中某点的电势等于零，则任一电荷在该点具有的电势能均为零。 C在等势面上移动电荷，电场力不做功。原因是不受电场力的作用。 D电场中某点的电势等于放在该点的检验电荷的电势能与其电量之比 变式训练如图，虚线ab和c是静电场中的三个等势面，

30、它们的电势分别为a、b和c，abc .带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知A粒子从K到L的过程中，电场力做负功B粒子从L到M的 过程中，电场力做负功C粒子从K到L的过程中，静电势能增加D粒子从L到M的过程中，动能减小难点精析比较电场强度与电势电场强度E电势1描述电场力的性质描述电场能的性质2电场中某点的场强等于放在该点的正点电荷所受的电场力F跟正点电荷电荷量q的比值。，E在数值上等于单位正电荷所受的电场力电场中某点的电势等于该点跟选定的标准位置（零电势点）间的电势差。=，在数值上等于单位正电荷所具有的电势能。3矢量标量4单位：牛/库；伏/米伏（1伏=1焦/库）5联系：在匀强电场中UAB=Ed（d为A、B间沿电场方向的距离）；电势沿着电场强度的方向降落例4若带正电荷的小球只受到电场力的作用，则它在任意一段时间内A一定沿电场线由高电势向低电势运动B一定沿电场线由低电势向高电势运动C不一定沿电场线运动，但一定由高电势向低电势运动D不一定沿电场线运动，也不一定由高电势向低电势运动思路分析：物体的运动不仅与物体的受力情况有关，而且与物体运动的初始条件有关；物体的运动轨迹与电场线没有必然的关系。 变式训练在静电场中A电场强度处处为零的区域内，电势也一定处处为零B电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同C电场强度的方向总是跟等势面垂直