高中物理人教版選修3-1課件

第一章靜電場第一節(jié)電荷及其守恒定律2022/12/26第一章靜電場第一節(jié)電荷及其守恒定律2022/12/211一、電荷摩擦過的物體,能吸引輕小物體---物體帶電1、自然界中有兩種電荷（富蘭克林命名）（1）正電荷：絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷（2）負(fù)電荷：毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。+_一、電荷摩擦過的物體,能吸引輕小物體---物體帶電1、自然界2原子的構(gòu)成原子核

(帶正電)核外電子(帶負(fù)電)質(zhì)子

（帶正電）中子

（不帶電）原子

（中性）原子的構(gòu)成原子核

(帶正電)核外電子(帶負(fù)電)質(zhì)子

（帶正電3原子核為什么穩(wěn)定？質(zhì)子、中子之間有強(qiáng)相互作用核力核外電子

離原子核較遠(yuǎn)的電子容易受到外界的作用而脫離原子。

由于質(zhì)子對電子的吸引力作用，電子被維系在原子核附近。原子核為什么穩(wěn)定？質(zhì)子、中子之間有強(qiáng)相互作用核力核外電子4使物體帶電的方法：1、摩擦起電微觀解釋：電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上。電中性的物體得到電子：帶負(fù)電電中性的物體失去電子：帶正電使物體帶電的方法：1、摩擦起電微觀解釋：5金屬的特點(diǎn)：金屬內(nèi)有自由移動的電子------自由電子

每個正離子都在自己的平衡位置附近振動而不移動。金屬的特點(diǎn)：金屬內(nèi)有自由移動的電子------自62、感應(yīng)起電使物體帶電的方法：—+2、感應(yīng)起電使物體帶電的方法：—+72、感應(yīng)起電使物體帶電的方法：（2）感應(yīng)起電：利用靜電感應(yīng)使物體帶電，叫做感應(yīng)起電．

（1）靜電感應(yīng)：把電荷移近不帶電的導(dǎo)

體，可以使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象，叫做靜電

感應(yīng)．規(guī)律：近端感應(yīng)異種電荷，

遠(yuǎn)端感應(yīng)同種電荷2、感應(yīng)起電使物體帶電的方法：（2）感應(yīng)起電：利用靜電感應(yīng)使81、自由電子受力向一端移動，另一端帶等量的正電荷．2、感應(yīng)起電沒有創(chuàng)造電荷，只是物體中的正負(fù)電荷重新分布，將電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分．

（3）靜電感應(yīng)解釋：1、自由電子受力向一端移動，另一端帶等量的正電荷．（39補(bǔ)充：完全相同的球形物體接觸，電荷轉(zhuǎn)移的問題：接觸后再分開+Q+Q接觸后再分開Q3QQQ解釋：電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體補(bǔ)充：完全相同的球形物體接觸，電荷轉(zhuǎn)移的問題：接觸后再分開+10兩個帶有同種電荷的導(dǎo)體接觸，電荷會重新分配.

若不受外界影響，兩個完全相同的帶電導(dǎo)體,接觸后再分開,二者將原來所帶電量的總和平均分配

接觸時，電荷分配原則兩個帶有同種電荷的導(dǎo)體接觸，電荷會重新分配.接觸時11兩個帶有異種電荷的導(dǎo)體，接觸后先發(fā)生正負(fù)電荷的中和.

然后剩下的電荷量再進(jìn)行電荷的重新分配；如果兩帶電體完全相同，則剩下的電荷平均分配接觸時，電荷分配原則兩個帶有異種電荷的導(dǎo)體，接觸后先發(fā)生正負(fù)電荷的中和12驗電器靜電計演示：驗電器靜電計演示：13

是否只有當(dāng)帶電體與導(dǎo)體棒的上端直接接觸時，金屬箔片才開始張開？解釋下面將要看到的現(xiàn)象。當(dāng)帶電導(dǎo)體棒靠近驗電器上端的金屬球時，由于靜電感應(yīng)，金屬球帶與導(dǎo)體棒相反的電荷，金屬箔帶與導(dǎo)體棒相同的電荷演示：是否只有當(dāng)帶電體與導(dǎo)體棒的上端直接接觸時，金屬141、起電的本質(zhì)無論是哪種起電方式,其本質(zhì)都是將正、負(fù)電荷分開,使電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，并不是創(chuàng)造電荷.二、電荷守恒定律：1、起電的本質(zhì)二、電荷守恒定律：152、電荷守恒定律電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移的過程中，系統(tǒng)的電荷總數(shù)保持不變.2、電荷守恒定律16補(bǔ)充:近代物理知識:

在一定條件下,一個高能光子可以產(chǎn)生一個正電子和一個負(fù)電子.-------產(chǎn)生電荷一對正、負(fù)電子可同時湮沒，轉(zhuǎn)化為光子。------電荷湮沒注意：帶電粒子，總是成對產(chǎn)生或湮沒。電荷守恒定律另一種表達(dá)：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變。補(bǔ)充:近代物理知識:17三、元電荷1.電荷量：電荷的多少，簡稱電量。單位:庫侖C4.電子和質(zhì)子的電荷量均為e，所有帶電體的電荷量或者等于e

，或者是e的整數(shù)倍三、元電荷1.電荷量：電荷的多少，簡稱電量。單位:庫侖C418高中物理人教版選修3-1課件19

元電荷e的數(shù)值------美國科學(xué)家密立根用實(shí)驗測得到的．比較電荷帶電的多少，要比較的是其電荷量的絕對值，絕對值大的帶電多．電荷量的正、負(fù)，“＋”、“－”號不表示電荷量的大小，只代表電荷的性質(zhì)（種類）．元電荷e的數(shù)值------美國科學(xué)家密立根用實(shí)驗測得201.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球都不帶電答案：

C課堂訓(xùn)練1.有A、B、C三個塑料小球，A和B，B和C，C和A間都是相21課堂訓(xùn)練2.科學(xué)家在研究原子、原子核及基本粒子時，為了方便，常常用元電荷作為電量的單位，關(guān)于元電荷，下列論述正確的是：

A、把質(zhì)子或電子叫元電荷．

B、1.60×10-19C的電量叫元電荷．

C、電子帶有最小的負(fù)電荷，其電量的絕對值叫元電荷．

D、質(zhì)子帶有最小的正電荷，其電量的絕對值叫元電荷．答案：B、C、D．

課堂訓(xùn)練2.科學(xué)家在研究原子、原子核及基本粒子時，為了方便，22第二節(jié)庫侖定律第一章靜電場第二節(jié)庫侖定律第一章靜電場23同種電荷相互排斥

異種電荷相互吸引

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決定于那些因素呢？猜想同種電荷相互排斥

異種電荷相互吸引既然電荷之間存在相241、可能跟電荷電量有關(guān)2、可能與兩個電荷間的距離有關(guān)猜想1、可能跟電荷電量有關(guān)猜想25探究影響電荷間相互作用力的因素實(shí)驗表明：電荷之間的作用力（1）隨電荷量的增大而增大（2）隨距離的增大而減少

探究影響電荷間相互作用力的因素實(shí)驗表明：電荷之間的作用力26庫侖定律

真空中兩個靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。大?。浩渲蠯叫靜電力常量：k=9.0×109N·m2/C2適用范圍：1.真空中；2.點(diǎn)電荷.電荷間相互作用力叫做靜電力或庫侖力.庫侖定律真空中兩個靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與27點(diǎn)電荷

1、在研究帶電體間的相互作用時，如果帶電體本身的線度遠(yuǎn)小于它們之間的距離．帶電體本身的大小，對我們所討論的問題影響甚小，相對來說可把帶電體視為一幾何點(diǎn)，并稱它為點(diǎn)電荷。2、點(diǎn)電荷是實(shí)際帶電體在一定條件下的抽象，是為了簡化某些問題的討論而引進(jìn)的一個理想化的模型。3、點(diǎn)電荷本身的線度不一定很小，它所帶的電量也可以很大。點(diǎn)電荷這個概念與力學(xué)中的“質(zhì)點(diǎn)”類似。點(diǎn)電荷1、在研究帶電體間的相互作用時，如果帶電體本身的線度28

兩個帶電球體，是否可以看出是集中在球心位置的點(diǎn)電荷？思考題如果是兩個電荷分布不均勻球形帶電導(dǎo)體：不可以如果是兩個電荷分布均勻的帶電球體可以兩個帶電球體，是否可以看出是集中在球心位置29

1、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課堂訓(xùn)練ABD1、關(guān)于點(diǎn)電荷的下列說法中正確的是：(30課堂訓(xùn)練2、下列說法中正確的是：()A.點(diǎn)電荷就是體積很小的電荷．B.點(diǎn)電荷就是體積和帶電量都很小的帶電體．C.根據(jù)可知，當(dāng)r0時，F(xiàn)∞D(zhuǎn).靜電力常量的數(shù)值是由實(shí)驗得到的．D課堂訓(xùn)練2、下列說法中正確的是：()D313、三個相同的金屬小球a、b和c，原來c不帶電，而a和b帶等量異種電荷，相隔一定距離放置，a、b之間的靜電力為F?，F(xiàn)將c球分別與a、b接觸后拿開，則a、b之間的靜電力將變?yōu)椋ǎ?/p>

A．F/2B．F/4C．F/8D．3F/8課堂訓(xùn)練c3、三個相同的金屬小球a、b和c，原來c不帶電，而a和b帶324、兩個半徑為0.3m的金屬球，球心相距1.0m放置，當(dāng)他們都帶1.5×10?5C的正電時，相互作用力為F1

，當(dāng)它們分別帶+1.5×10?5C和?1.5×10?5C的電量時，相互作用力為F2,則（）

A．F1=F2B．F1

＜F2C．F1

＞F2D．無法判斷課堂訓(xùn)練B4、兩個半徑為0.3m的金屬球，球心相距1.0m放置，當(dāng)他們331.F與r有關(guān)

庫侖的實(shí)驗研究方法：控制變量法.結(jié)論：保持兩球上的電量不變，改變兩球之間的距離r，從實(shí)驗結(jié)果中庫侖得出靜電力與距離的平方成反比，即F∝1/r2演示：1.F與r有關(guān)庫侖的實(shí)驗研究方法：控制變量法.結(jié)論：保持兩342.F與q有關(guān)

庫侖的實(shí)驗結(jié)論：保持兩球間的距離不變，改變兩球的帶電量，從實(shí)驗結(jié)果中庫侖得出靜電力與電量的乘積成正比，即F∝q1q2演示：2.F與q有關(guān)庫侖的實(shí)驗結(jié)論：保持兩球間的距離不變，改變35

從例題可以看出：電子和質(zhì)子的靜電力是它們間萬有引力的2.3×1039倍.正因如此,以后在研究帶電微粒間相互作用時,經(jīng)常忽略萬有引力.從例題可以看出：電子和質(zhì)子的靜電力是它們間萬36圖1.2-3圖1.2-337小結(jié)1、內(nèi)容：真空中兩個靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力,跟它們的電荷量的乘積成正比,跟它們的距離的二次方成反比,作用力的方向在它們的連線上.2、公式：3、適用條件：⑴真空⑵點(diǎn)電荷4、點(diǎn)電荷：是一種理想模型.當(dāng)帶電體的線度比起相互作用的距離小很多時,帶電體可視為點(diǎn)電荷.k=9.0×109N·m2/C2小結(jié)1、內(nèi)容：真空中兩個靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力,跟38第三節(jié)電場強(qiáng)度第一章靜電場第三節(jié)電場強(qiáng)度第一章靜電場39復(fù)習(xí)提問:在真空中兩靜止點(diǎn)電荷的作用力跟它們的電量乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。帶電體間距離遠(yuǎn)大于物體本身線度電荷均勻分布的球體2.電荷之間的相互作用有什么規(guī)律？1.什么是點(diǎn)電荷？復(fù)習(xí)提問:在真空中兩靜止點(diǎn)電荷的作用力跟它們的電量乘積成正比40ＡＢ+

+庫侖力與平時遇到的彈力、摩擦力有沒有區(qū)別？與我們學(xué)過的哪些力有點(diǎn)類似？重力、磁極間的相互作用力非接觸力問題1：像這樣的力是怎么產(chǎn)生的呢？ＡＢ++庫侖力與平時遇到的彈力、重力、磁極間的相互作用41

1837年英國物理學(xué)家法拉第提出電荷周圍存在電場，電場的基本性質(zhì)是：它對放入的電荷產(chǎn)生力的作用。磁場—兩個磁極之間的相互作用是通過磁場來傳遞的電場—兩個電荷之間的相互作用是通過電場來傳遞的電磁場1837年英國物理學(xué)家法拉第提出電荷周圍存在電場42AA的電場BB的電場B受到的力是A產(chǎn)生的電場對B的作用力A受到的力是B產(chǎn)生的電場對A的作用力靜止電荷所產(chǎn)生的電場----靜電場AA的電場BB的電場B受到的力是A產(chǎn)生的電場對B的作用力A受431.定義：2.基本性質(zhì)：電荷周圍存在的能對其它電荷產(chǎn)生力作用的一種物質(zhì)對放入其中的電荷有力的作用，這種力叫電場力。一、電場電場看不見，又摸不著，我們怎樣去描述其是否存在及其強(qiáng)弱呢？1.定義：2.基本性質(zhì)：電荷周圍存在的能對其它電荷產(chǎn)生力44初中是怎么感受磁場的存在的呢？類比在電場中放入一個帶電小球檢驗電場的存在與強(qiáng)弱，我們把它稱為--試探電荷（檢驗電荷）而產(chǎn)生電場的那個電荷稱為--場源電荷（源電荷）問題2：怎樣去描述其是否存在及其強(qiáng)弱呢？+QF猜想：能否用電場力的大小表示電場的強(qiáng)弱？檢驗電荷：電量很?。ú挥绊懺措姾傻碾妶觯?；體積很?。梢援?dāng)作質(zhì)點(diǎn)）的電荷。初中是怎么感受磁場的存在的呢？類比在電場中放入一個45+QP+q+QP+2q+QP+4qF2F4F

不同的電荷q在電場的同一點(diǎn)所受的電場力F是否相同？顯然，不同的電荷在電場中同一點(diǎn)所受的電場力不同,但電場中同一點(diǎn)的電場顯然又是一定的,因此不能用電場力的大小來表示電場的強(qiáng)弱.+QP+q+QP+2q+QP+4qF2F4F不同的電46A+qF1+qF2B

電荷q在距Q較近的A點(diǎn)，受到的電場力大.

電荷q在距Q較遠(yuǎn)的B點(diǎn)，受到的電場力小.+Q+q+q同一試探電荷q在電場中的不同點(diǎn)受到的電場力的大小是否相同?A+qF1+qF2B電荷q在距Q較近的A點(diǎn)，受到的電場力47結(jié)論:F/q能反映電場中某點(diǎn)電場力的性質(zhì)——電場的強(qiáng)弱。2.電場中不同的點(diǎn)，同一電荷所受力也不同，比值F/q一般是不同的。1.電場中的同一點(diǎn)，不同電荷所受力不同，比值F/q是一定的。實(shí)驗發(fā)現(xiàn)：結(jié)論:F/q能反映電場中某點(diǎn)電場力的性質(zhì)——電場的強(qiáng)弱。2.48二、電場強(qiáng)度

1.定義：2.公式：

F——電場力

國際單位：牛（N）q——電量

國際單位：庫（C）

E——電場強(qiáng)度

國際單位：牛/庫（N/C）

4.物理意義：

反應(yīng)電場本身的性質(zhì)，體現(xiàn)電場的強(qiáng)弱與方向3.矢量性：

規(guī)定場強(qiáng)方向為正電荷在該點(diǎn)所受電場力方向跟負(fù)電荷在該點(diǎn)所受電場力F的方向相反。

放入電場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力跟它的電量的比值叫該點(diǎn)的電場強(qiáng)度，簡稱場強(qiáng)。E=

F=EqE的大小與方向與檢驗電荷有沒有關(guān)系？二、電場強(qiáng)度1.定義：2.公式：F——電場力國際單位49+Q+qAFAEA+Q-qAFAEA根據(jù)規(guī)定：負(fù)電荷在電場中某點(diǎn)受到的電場力的方向跟該點(diǎn)的場強(qiáng)方向相反。物理學(xué)中規(guī)定：電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)方向跟正電荷在該點(diǎn)所受的電場力方向相同。電場強(qiáng)度既有大小又有方向+Q+qAFAEA+Q-qAFAEA根據(jù)規(guī)定：負(fù)電荷在電場中50+Q+qFAEr∴該點(diǎn)的場強(qiáng)為

利用庫侖定律和電場強(qiáng)度定義，推導(dǎo)點(diǎn)電荷周圍某點(diǎn)的電場強(qiáng)度Q是場源電荷的電量，r是場中某點(diǎn)到場源電荷的距離.∵∴問題3真空中點(diǎn)電荷的電場強(qiáng)度如何？+Q+qFAEr∴該點(diǎn)的場強(qiáng)為利用庫侖定律和電場強(qiáng)（1）決定式：Q：場源電荷r：電場中點(diǎn)到Q的距離只適用于真空中點(diǎn)電荷（3）方向：正電荷背離源電荷負(fù)電荷指向源電荷+-三、點(diǎn)電荷的電場（2）適用條件：（1）決定式：Q：場源電荷r：電場中點(diǎn)到Q的距離只適用于真空52（4）區(qū)別E=F/q定義式?jīng)Q定式任何電場真空中點(diǎn)電荷電場（4）區(qū)別E=F/q定義式?jīng)Q定式任何電場真空中點(diǎn)電荷電場53問題4：如果真空中場源電荷不止一個點(diǎn)電荷，如何求電場中某點(diǎn)的合場強(qiáng)將試探電荷放入兩個點(diǎn)電荷產(chǎn)生的場中結(jié)論：真空中多個點(diǎn)電荷在某點(diǎn)產(chǎn)生的合場強(qiáng)等于各個點(diǎn)電荷在該點(diǎn)各自產(chǎn)生的場強(qiáng)的矢量和。這就是場強(qiáng)疊加原理。+Q1-Q2AE1E2E問題4：如果真空中場源電荷不止一個點(diǎn)電荷，如何求電場中某點(diǎn)的54問題5：電場是看不見、摸不著的，有沒有形象描述電場的方法呢?類比磁感線是如何表示磁場的呢?電場線是畫在電場中的一條條有方向的曲線。曲線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向。曲線的疏密程度表示場的強(qiáng)弱。四、電場線問題5：電場是看不見、摸不著的，類比磁感線是如何表示磁場的呢55幾種特殊電場的電場線分布（一）點(diǎn)電荷的電場線分布幾種特殊電場的電場線分布（一）點(diǎn)電荷的電場線分布56(二）等量異種電荷電場線分布

(二）等量異種電荷電場線分布57（三）等量同種電荷電場線分布

（三）等量同種電荷電場線分布58１．電場線起于正電荷止于負(fù)電荷，電場線不閉合．對于單個點(diǎn)電荷，正電荷,電場線指向無限遠(yuǎn),負(fù)電荷，電場線電場線從無限遠(yuǎn)指向負(fù)電荷.２．電場線不能相交．（因為在電場中的任一點(diǎn)處只有一個電場強(qiáng)度，方向唯一，如相交則該處出現(xiàn)兩個場強(qiáng)方向，所以不能相交）３．電場線不能相切．（原因：電場線疏密表示強(qiáng)弱，如相切則在切點(diǎn)電場線密度無窮大，這種情況不可能，所以不會相切）４．在同一幅圖中，電場強(qiáng)度較大的地方電場線較密，電場強(qiáng)度較小的地方電場線較疏，因此可以用電場線的疏密來表示電場強(qiáng)度的相對大?。偨Y(jié)１．電場線起于正電荷止于負(fù)電荷，電場線不閉合．對于單個點(diǎn)電荷59討論：電場線上某點(diǎn)的切線方向是那點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向嗎？是放在那點(diǎn)檢驗電荷＋q的受力方向嗎？是檢驗電荷＋q在那里所獲得的加速度方向嗎？電場線一定是檢驗電荷的運(yùn)動軌跡嗎？說明1．電場線不是電場中實(shí)際存在的曲線，是為了形象地描述電場性質(zhì)人為引入假想的線．2．我們畫的是幾種典型電場的電場線平面分布圖，實(shí)際上是空間立體分布的．3.電場線上某點(diǎn)的切線方向是那點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向，是放在那點(diǎn)檢驗電荷＋q的受力方向,也是檢驗電荷＋q在那里所獲得的加速度方向,但電場線不一定是檢驗電荷的運(yùn)動軌跡!討論：電場線上某點(diǎn)的切線方向是那點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向嗎？是放在那60勻強(qiáng)電場1．電場中各點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小相等，方向相同，這個電場叫做勻強(qiáng)電場．2．勻強(qiáng)電場的電場線是間隔相等的平行線．3．相距很近帶有等量異種電荷的一對平行金屬板間的電場(忽略邊緣)可以看做勻強(qiáng)電場．勻強(qiáng)電場1．電場中各點(diǎn)電場強(qiáng)度的大小相等，方向相同，這61例1.電場中有一點(diǎn)P，下列說法正確的是（）A.若放在P點(diǎn)的電荷量減半，則P點(diǎn)的場強(qiáng)減半。B.若P點(diǎn)沒有放電荷，則P點(diǎn)場強(qiáng)為0。C.P點(diǎn)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)方向為放在該點(diǎn)的電荷的受力方向。C例題精選例1.電場中有一點(diǎn)P，下列說法正確的是（62例2、如圖，在真空中有兩個點(diǎn)電荷Q1=+3.0×10-8C和Q2=-3.0×10-8C，它們相距0.1m。求電場中A點(diǎn)的場強(qiáng)。A點(diǎn)與兩個點(diǎn)電荷的距離r相等，r=0.1m。

Q2AQ1=2E1cos60°r22kQ1cos60°=代入數(shù)值得：E=2.7×104N/C合場強(qiáng)E的大小為

E=E1cos60°+E2cos60°解：點(diǎn)電荷Q1和Q2的電場在A點(diǎn)的場強(qiáng)分別為E1和E2，它們大小相等，方向如圖中所示。合場強(qiáng)E在E1和E2的夾角的平分線上，此平分線跟Q1和Q2的連線平行。E1E2E例題精講例2、如圖，在真空中有兩個點(diǎn)電荷Q1=+3.0×10-8CQ631.電場

(1)產(chǎn)生：帶電體在其周圍空間產(chǎn)生電場

(2)性質(zhì)：電場對處在場中的電荷有電場力的作用。2．電場強(qiáng)度：

(1)定義:大小：方向：與正電荷在該點(diǎn)受電場力方向相同

(2)物理意義：表示電場的強(qiáng)弱。

(3)注意點(diǎn)：電場中某一點(diǎn)的場強(qiáng)與檢驗電荷無關(guān)。

(4)真空中點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式

3．場強(qiáng)的疊加：矢量求和

4.電場線：假想的曲線

5.勻強(qiáng)電場：電場強(qiáng)度大小相等、方向相同課堂小結(jié)E=

作業(yè)：P14問題與練習(xí)1.2.課堂小結(jié)E=作業(yè)：P14問題與練習(xí)1.2.64第四節(jié)電勢能和電勢第一章靜電場第四節(jié)電勢能和電勢第一章靜電場65試探電荷靜止的放入電場中,將如何運(yùn)動?E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.+F討論：什么能轉(zhuǎn)換為動能的呢?試探電荷靜止的放入電場中,將如何運(yùn)動?E電荷做66

將試探正電荷q在電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中沿幾條不同路徑從A點(diǎn)移動到B點(diǎn),靜電力對電荷做功分別為多少?討論將試探正電荷q在電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中沿幾條67甲EM?W=Fcosθ·|AB|=qE·|AM|AB沿直線ABqF甲EM?W=Fcosθ·|AB|=qE·|AM|AB沿68甲EAB沿折線AMBM?ABAMW1=qE·|AM|W2=0MB所以：全過程做功W=W1+W2=qE·|AM|qFqF甲EAB沿折線AMBM?ABAMW69ENAB乙沿曲線ANB呢?FENAB乙沿曲線ANB呢?F70用無數(shù)組跟靜電力垂直和平行的折線來逼近ANBMW=qE·|AM|由以上的推導(dǎo)我們發(fā)現(xiàn)了什么?E乙用無數(shù)組跟靜電力垂直和平行的折線來逼近ANBMW=qE71

在勻強(qiáng)電場中移動電荷時,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).推廣:非勻強(qiáng)電場也適用.一.靜電力做功的特點(diǎn)在勻強(qiáng)電場中移動電荷時,靜電力做的功與電荷的起72

我們學(xué)過了什么物理量做功與路徑無關(guān),只與初末位置有關(guān)?思考與討論我們學(xué)過了什么物理量做功與路徑無關(guān),只與初末位置有73地球負(fù)電荷m+q重力場與電場的類比重力場電場mgqE場方向場方向地球附近的重力場跟電荷的電場相似正電荷-qqE場方向地球負(fù)電荷m+q重力場與電場的類比重力場電場mgq74重力做功與重力勢能的關(guān)系WG=EP1-EP2=-ΔEP1.重力做正功,重力勢能減少.重力做負(fù)功,即物體克服重力做功,重力勢能增加.重力做的功等于重力勢能的減少量.重力做功與重力勢能的關(guān)系WG=EP1-EP275正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)時,靜電力做正功,電荷的電勢能減少.正電荷從B點(diǎn)移到A點(diǎn)時,靜電力做負(fù)功,即電荷克服靜電力做功,電荷的電勢能增加.ABE+vABE+v電場力做功與電勢能的關(guān)系正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)時,靜電力做正功,電荷的電76二.電勢能電場中的電荷由于受到電場力作用而具有的勢能。1.定義:2.靜電力做的功等于電勢能的減少量WAB=EPA–EPB=－ΔEP二.電勢能電場中的電荷由于受到電場力1.定義:2.靜電77例1.如圖,在場強(qiáng)的勻強(qiáng)電場中,點(diǎn)電荷q=+1C從A移動到B,AB相距L=1m,電場力做功為多少?電勢能如何變化?EW=EqL=即電勢能減少qqFAB例1.如圖,在場強(qiáng)78思考要想確定電荷q在B點(diǎn)的電勢能,該怎么辦?(提示:類似于重力勢能的確定)思考要想確定電荷q在B點(diǎn)的電勢能,該怎么辦?(79類似重力勢能,首先要確定零電勢能處.設(shè)A點(diǎn)的電勢能點(diǎn)評:1.確定電勢能,首先要確定零電勢能處.2.電勢能為負(fù)表示電荷在該處的電勢能小于零電勢能處.類似重力勢能,首先要確定零電勢能處.設(shè)A點(diǎn)的電勢能點(diǎn)評:1.80二.電勢能電場中的電荷由于受到電場力作用而具有的勢能。1.定義:2.靜電力做的功等于電勢能的減少量WAB=EPA-EPB電荷在某點(diǎn)的電勢能,等于靜電力把它從該點(diǎn)移動到零勢能位置時電場力所做的功.(通常把離場源無限遠(yuǎn)處或大地表面的電勢能規(guī)定為零)二.電勢能電場中的電荷由于受到電場力1.定義:2.靜電81思考討論什么是比值定義法?之前學(xué)過的什么物理量是通過它定義的?思考討論什么是比值定義法?之前學(xué)過的什么物理量是通過82取O點(diǎn)的電勢能為零,則:EPA=qELCOSθ討論電勢能與電荷的比值?思考與討論ALOθE+取O點(diǎn)的電勢能為零,則:EPA=qELCOSθ討83電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量的比值2.公式:3.單位:伏特符號為V1V=1J/C三.電勢1.定義:電荷在電場中某一點(diǎn)的電勢能與它的電荷量的比值2.公式:3.841.沿著電場線方向,電勢將怎樣變化?

思考與討論2.如何確定電場中某點(diǎn)的電勢?(提示:類比于電勢能的確定.)3.電勢為負(fù)數(shù)時,負(fù)號表示方向嗎?1.沿著電場線方向,電勢將怎樣變化?思考與討論2851.

電場線指向電勢降低的方向2.與電勢能的情況相似,應(yīng)先確定電場中某點(diǎn)的電勢為零.(通常取離場源電荷無限遠(yuǎn)處或大地的電勢為零.)

3.電勢是標(biāo)量,只有大小,沒有方向.(負(fù)電勢表示該處的電勢比零電勢處電勢低.)思考與討論1.電場線指向電勢降低的方向2.與電勢能的情況相似,應(yīng)先確86例2.將一電量為的點(diǎn)電荷從電場外一點(diǎn)P移至電場中某點(diǎn)A,電場力做功,求A點(diǎn)的電勢.解:設(shè)場外一點(diǎn)P的電勢為從PA,電場力做的功PAEW-=點(diǎn)評:電勢的確定首先要確定零電勢處,且電勢可以為負(fù).例2.將一電量為87思考在上面關(guān)于電勢能和電勢的討論及插圖中,我們一直把試探電荷q當(dāng)作正電荷處理.請把q當(dāng)做負(fù)電荷,重復(fù)以上討論.其結(jié)果與上面的結(jié)果是否一致?思考在上面關(guān)于電勢能和電勢的討論及插圖中,我們88

前面我們曾經(jīng)用電場線描繪了電場的力的性質(zhì)的分布圖，那么從能量的角度描繪出來的電場分布圖又是怎樣的呢？（正像地理上描繪的地形圖與礦產(chǎn)資源分布圖不一樣，電場的力的分布圖與能的分布圖肯定也是不一樣的。）用什么辦法可以描繪出電場的能的分布圖呢？

我們知道，電場中每個點(diǎn)的電勢一般是不相同的，但仍然有許多點(diǎn)的電勢是相同的。例如點(diǎn)電荷形成的電場中，離場源距離相等的各點(diǎn)電勢都是相同的（φA=φB

），若把這些點(diǎn)連起來，則構(gòu)成一個曲面，我們把這個面叫做“等勢面”?！·C·B·A

在地圖上我們常用等高線來表示地形的高低，與此相似，電場中常用“等勢面”來表示電勢的高低。前面我們曾經(jīng)用電場線描繪了電場的力的性質(zhì)的分89四、等勢面：電場中電勢相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面。（1）在同一等勢面上移動電荷，電場力不做功；（2）等勢面與電場線處處垂直；（3）等勢面間的疏密程度表示了場強(qiáng)的大小；等勢面的法線表示了電場的方向，電場線的方向是由高等勢面指向低等勢面。（4）勻強(qiáng)電場的等勢面是一組相互平行的疏密均勻的平面；四、等勢面：電場中電勢相同的各點(diǎn)構(gòu)成的面。（1）在同一等勢面90幾種常見電場的等勢面分布圖譜：幾種常見電場的等勢面分布圖譜：91離導(dǎo)體表面越近，等勢面的形狀與導(dǎo)體表面越相似。離導(dǎo)體表面越近，等勢面的形狀與導(dǎo)體表面越相似921.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體上各點(diǎn)的電勢處處相等，整個導(dǎo)體是一個等勢體。A·B·若φA≠φB，則EPA≠EPB，WAB≠0,電荷受力不平衡。2、等勢面與電場線一樣是人們?yōu)榱诵蜗竺枥L電場而引入的假想曲線；他們從兩個不同的角度描述了電場的分布情況，兩者互相垂直。因為處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處處為零，在導(dǎo)體的任意兩點(diǎn)間移動電荷電場力都不做功，表明導(dǎo)體內(nèi)各點(diǎn)（包括表面）的電勢都相等，所以整個導(dǎo)體是等勢體，導(dǎo)體表面是等勢面．1.處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體上各點(diǎn)的電勢處處相等，整個導(dǎo)體是一93推論：地球是處于靜電平衡狀態(tài)的大導(dǎo)體．（1）跟地球相連的導(dǎo)體是等勢體（2）實(shí)際中常取地球或與地球相連的導(dǎo)體的電勢作參考，認(rèn)為它們的電勢為零．推論：地球是處于靜電平衡狀態(tài)的大導(dǎo)體．94例3、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)相等；

C．等勢面一定跟電場線垂直；

D．兩不同等勢面在空間不能相交。CD例3、關(guān)于等勢面正確的說法是（

）

A．電荷在等勢95第五節(jié)電勢差第一章靜電場第五節(jié)電勢差第一章靜電場96

從上節(jié)所學(xué)的知識我們知道，電場中各點(diǎn)的電勢一般來說是不相等的，也就是說，電場中兩點(diǎn)的電勢存在一個差值，這個差值我們把它叫做“電勢差”。從上節(jié)所學(xué)的知識我們知道，電場中各點(diǎn)的電勢一般971、電勢差：電場中兩點(diǎn)間的電勢之差。俗稱電壓。（1）計算式：,

（2）單位：伏特（V）UAB=-UBAa.電場中某點(diǎn)的電勢，就是該點(diǎn)相對于零電勢點(diǎn)的電勢差b.電池的電壓為1.5V，就是說其正極的電勢比負(fù)極高1.5V；燈泡獲得1V的電壓就是說其兩端間的電勢之差為1V。c.若電場中有A、B兩點(diǎn)，φA=4V、φB=-2V，則A、B兩點(diǎn)的電勢差是多少？UAB=6V或UBA=-6V1、電勢差：電場中兩點(diǎn)間的電勢之差。俗稱電壓。（2）單位：伏98（3）電勢差是標(biāo)量。其正負(fù)表示大小。用公式WAB=qUAB時，WAB、q、UAB都有正負(fù)，計算時都要帶正負(fù)號。2、電場力做的功（電功）：

如圖所示，電荷q從電場中的A移動到B時，電場力做的功為：

我們知道，處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是一個等勢體，若導(dǎo)體上各點(diǎn)存在電勢差，則電荷就要定向移動，電場力就要做功?？梢姡妱莶钆c電功有一定的關(guān)系。AB猜想：電勢差的大小與零電勢點(diǎn)的選取有關(guān)嗎？無關(guān)（3）電勢差是標(biāo)量。其正負(fù)表示大小。用公式WAB=qUAB99小結(jié)：1、電勢差能的性質(zhì)的物理量，他們的大小都跟有無試探電荷無關(guān)；而電勢能的大小則與試探電荷的電荷量有關(guān)（和電勢都是描述電場的大，-q在φ高處Ep小）。2、電勢的高低與參考點(diǎn)的選取有關(guān)，但電勢差與參考點(diǎn)的選取無關(guān)。（這一關(guān)系類似于高度與參考平面的選取有關(guān)，高度差與參考平面的選取無關(guān)。）；+q在φ高處Ep小結(jié)：1、電勢差能的性質(zhì)的物理量，他們的大小都跟有無試探電荷100鞏固練習(xí)：1、（P25之3）2、如圖所示，在正的點(diǎn)電荷Q的電場中有a、b兩點(diǎn)，它們到點(diǎn)電荷Q的距離

r1<r2

。若a、b兩點(diǎn)間的電勢差為100V，將二價負(fù)離子由a點(diǎn)移到b點(diǎn)是電場力對電荷做功還是電荷克服電場力做功？做功多少？解：Wab=qUab=-2×1.6×10-19×100J=-3.2×10-17J<0故是電荷克服電場力做了3.2×10-17J的功。鞏固練習(xí)：1、（P25之3）2、如圖所示，在正的點(diǎn)電荷Q的電1013、帶電量為+3×10-6C的粒子先后經(jīng)過電場中的A、B兩點(diǎn)，克服電場力做功6×10-4J，已知B點(diǎn)電勢為50V，則（l）A、B間兩點(diǎn)間的電勢差是多少？（2）A點(diǎn)的電勢是多少？（3）電勢能變化了多少？（4）把電量為-3×10-6C的電荷放在A點(diǎn)的電勢能是多少？解：（1）（2）φA=UAB+φB=（-200+50）V=-150V（3）因為克服電場力做功6×10-4J，所以電勢能增加了6×10-4J。（4）EpA=qφA=-3×10-6×(-150)J=4.5×10-4J3、帶電量為+3×10-6C的粒子先后經(jīng)過電場中的A、B兩點(diǎn)1024、如圖所示是某電場中的一簇等勢面，甲等勢面的電勢為90V，乙等勢面的電勢為－10V，各相鄰等勢面間的電勢差相等。（l）將q=+1×10-8

C的電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做功

；（2）將－1×10-8C的電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場力做功

；（3）在圖中定性畫出幾條電場線．）將

C的電荷從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場力做功

；（3）在圖中定性畫出幾條電場線．

甲等勢面電勢

V，乙等勢面電勢

V，各相鄰等勢面間電勢差相等，則B的電勢

V．A點(diǎn)電勢

V，C點(diǎn)電勢

V．

（1）A、B間電勢差

V，正電荷從A到B是電場力做功，功的大小

．

（2）A、C間電勢差

V，負(fù)電荷從A到C是克服電場力做功，即電場力做負(fù)功，功的大小

．（3）如圖中的實(shí)線所示，作圖時要求過各點(diǎn)的電場線要與等勢面垂直；電場線的箭頭由電勢高處指向電勢低處；電場線的疏密要合理，根據(jù)給出的五個等勢面相鄰之間的電勢差相等，則等勢面稀疏之處的場強(qiáng)較小，等勢面緊密之處的場強(qiáng)較大，電場線左邊較疏，右邊較密．

答：（l）

；（2）

；（3）見圖··A·B·C甲乙

WAB=qUAB=qU甲乙

=1×10-8×[90-（-10）]J=1×10-6J（2）WAC=qUAC=-q·2UAB=-2×10-6J（3）由電場線與等勢面垂直，可畫出如右圖所示的幾條電場線。解：（1）4、如圖所示是某電場中的一簇等勢面，甲等勢面的電）將

1035、如圖所示的電場，E=1000V/C，ab=3cm,bc=

2cm。將電荷量為q=5×10-8C的點(diǎn)電荷沿矩形abcda移動一周。則電場力做的總功為

；

a、b兩點(diǎn)間的電勢差Uab為

；a、c兩點(diǎn)的電勢差Uac為

。Eabcd030V30V5、如圖所示的電場，E=1000V/C，ab=3cm,bc=1046、如圖所示，光滑的絕緣豎直細(xì)桿與以正電荷Q為圓心的圓周交于B、C兩點(diǎn)，設(shè)AB=BC=h。一質(zhì)量為m、電荷量為-q的空心小球從桿上A點(diǎn)從靜止開始下落，滑到B點(diǎn)時的速度。

試求（1）小球滑到C點(diǎn)的速度；

（2）A、C兩點(diǎn)的電勢差。Q·CBA解：（1）從B→C，根據(jù)動能定理得：mgh=mVC2/2-mVB2/2……①而……②聯(lián)立①②解得：（2）從A→C，根據(jù)動能定理得：mg·2h+qUAC=mVC2/2

解之得：6、如圖所示，光滑的絕緣豎直細(xì)桿與以正電荷Q為圓心的圓周交于1057、如圖所示，實(shí)線為電場線，虛

線為等勢線，且相鄰兩等勢線間的電勢差相等。一正電荷在φ3上時具有動能20J，它運(yùn)動到等勢線φ1上時速度為0。令φ2=0，則該電荷的電勢能Ep=4J時，其動能大小為(）

Eφ1φ2φ3CA)16J;B)10JC)6J；D)4J解：從φ3→φ1，由動能定理有：qφ3-qφ1=0-20……①又φ1-φ2=φ2-φ3

因φ2=0故有qφ1=-qφ3……②聯(lián)立①②解得：qφ1=10Jqφ3=-10J即電荷在φ3時具有的總能量為E=Ep+Ek=（-10+20）J由能量守恒定律可知：當(dāng)Ep=4J時，Ek=6J7、如圖所示，實(shí)線為電場線，虛

線為等勢線，且相鄰兩等勢線間1068、如圖所示，在場強(qiáng)為E的水平勻強(qiáng)電場中，一根長為L的絕緣桿，兩端分別固定著帶有電量＋q和－q的小球（大小不計）?，F(xiàn)讓絕緣桿繞中點(diǎn)O逆時針轉(zhuǎn)動α角，則轉(zhuǎn)動中帶電小球克服電場力做功為多少？解：絕緣桿繞中點(diǎn)O逆時針轉(zhuǎn)動α角時，+q和－q所受電場力均做負(fù)功，且數(shù)值相等。故帶電小球克服電場力做的總功為：W=2×qE·(1-COSα)·L/2=qEL·(1-COSα)8、如圖所示，在場強(qiáng)為E的水平勻強(qiáng)電場中，一根長為L的絕緣桿1079、在兩個等量同種點(diǎn)電荷的連線上，有與連線中點(diǎn)O等距的兩點(diǎn)a、b，則（

）

A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)矢量相同

B．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電勢相同

C．a(chǎn)、O兩點(diǎn)間與b、O兩點(diǎn)間的電勢之差相等

D．同一試探電荷放在a、b兩點(diǎn)的電勢能相等BCD9、在兩個等量同種點(diǎn)電荷的連線上，有與連線中點(diǎn)O等距的兩點(diǎn)a10810、如圖所示，B、C、D是以+Q為圓心的圓周上的三個點(diǎn)，將一檢驗電荷從圓內(nèi)A點(diǎn)分別移動到B、C、D各點(diǎn)時，電場力做功是()A.WAB＞W(wǎng)AC

B.WAD＞W(wǎng)ABC.WAC＞W(wǎng)AD

D.WAB=WACD10、如圖所示，B、C、D是以+Q為圓心的圓周上D109如圖所示，勻強(qiáng)電場中A、B、C三點(diǎn)構(gòu)成一個直角三角形，AB=4cm，BC=3cm。把電荷量q=-2×10-10C的點(diǎn)電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場力做功4.8×10-8J；再由B點(diǎn)移到C點(diǎn)克服電場力做功4.8×10-8J。若取B點(diǎn)的電勢為零，求A、C兩點(diǎn)的電勢和場強(qiáng)方向。作業(yè)：ABC如圖所示，勻強(qiáng)電場中A、B、C三點(diǎn)構(gòu)成一個直角三角形，AB=110解：把電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)時：UAB=WAB/q=4.8×10-8/(-2×10-10)V=-240V因φB=0,故φA=UAB+φB=-240V把電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)時：UBC=WBC/q=4.8×10-8/(-2×10-10)V=-240V因φB=0,故φC=UBC+φB=-240V因φA=φC，故A、C在同一等勢線上。從而電場線的方向垂直于AC斜向上。如圖所示.ABC解：把電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)時：ABC111第六節(jié)電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系第一章靜電場第六節(jié)電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系第一章靜電場112電場的兩大性質(zhì)：

①力的性質(zhì)：

②能的性質(zhì)：

由電場強(qiáng)度描述

可用電場線形象表示

由電勢、電勢差描述

可用等勢面形象表示

電場的兩大性質(zhì)：①力的性質(zhì)：②能的性質(zhì)：由電場強(qiáng)度描述113一、探究電勢與電場強(qiáng)度的關(guān)系問題1：電場強(qiáng)度大的地方電勢是否一定高？反之又如何呢？E大處φ一定高E大處φ一定低若無前提條件，E大處φ不一定高；φ高處E不一定大一、探究電勢與電場強(qiáng)度的關(guān)系問題1：電場強(qiáng)度大的地方電勢是否114問題2：電場強(qiáng)度為零的點(diǎn)電勢一定為零嗎？反之又如何呢？（若規(guī)定無窮遠(yuǎn)處為零電勢點(diǎn)）.O對O點(diǎn)：E=0，φ≠0

.O對O點(diǎn)：φ=0，E≠0E為零處φ不一定為零，φ為零處E不一定為零問題2：電場強(qiáng)度為零的點(diǎn)電勢一定為零嗎？反之又如何呢？（若115二、電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系E.B′

若用d表示A、B沿場強(qiáng)方向上的距離，則：說明：①只適用于勻強(qiáng)電場②d：沿場強(qiáng)方向的距離③：由表明：在勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)在數(shù)值上等于沿場強(qiáng)方向每單位距離上的電勢差.④電場強(qiáng)度的方向是電勢降低最快的方向.AB二、電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系E.B′若用d表示A、B沿場強(qiáng)116.N′

60°例1：如圖，在勻強(qiáng)電場中的M、N兩點(diǎn)距離為2cm，兩點(diǎn)間的電勢差為5V,M、N連線與場強(qiáng)方向成60°角，則此電場的電場強(qiáng)度多大？EM..N解：根據(jù)，得：.N′60°例1：如圖，在勻強(qiáng)電場中的M、N兩點(diǎn)距離為117例2：如圖示，A、B、C、D是勻強(qiáng)電場中一正方形的四個頂點(diǎn)。已知A、B、C三點(diǎn)電勢分別為ΦA(chǔ)=12V,φB=3v,Φc=3v.由此可知D點(diǎn)電勢ΦD=______V.ABCD分析：因為B、C兩點(diǎn)的電勢相等,故BC為一等勢面,所以A、D也在一等勢面上，ΦD=12V變化.若Φc=-6v,其它條件不變，則ΦD=____V.例2：如圖示，A、B、C、D是勻強(qiáng)電場中一正方形的四個頂點(diǎn)。118A12VB3VC-6VD?V因為12-3=3-(-6),所以B與AC中點(diǎn)處電勢相等,即BD在同一等勢面上，故為3VPEA12VB3VC-6VD?V因為12-3=3119課堂練習(xí)1.一個點(diǎn)電荷，從靜電場中的a點(diǎn)移到b點(diǎn)，其電勢能的變化為零，則[]A．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)一定相等B．該點(diǎn)電荷一定沿等勢面移動C．作用于該點(diǎn)電荷的電場力與其移動方向總是垂直的D．a(chǎn)、b兩點(diǎn)的電勢一定相等

D課堂練習(xí)1.一個點(diǎn)電荷，從靜電場中的a點(diǎn)移到b點(diǎn)，其電勢能的1202.圖1中實(shí)線條是一個電場中的電場線，虛線是一個負(fù)試驗電荷在這個電場中運(yùn)動的軌跡。如果電荷是從圖中a處運(yùn)動到b處，則以下判斷中正確的是[]A．電荷從a到b，運(yùn)動的加速度變小B．電荷在b處的電勢能大C．b處的電勢高D．電荷在b處的速度小

BD2.圖1中實(shí)線條是一個電場中的電場線，虛線是一個負(fù)試驗電荷在121３、如圖所示，兩塊相對的平行金屬板Ｍ、Ｎ與電池相連接，Ｎ板接地，在距兩板等遠(yuǎn)的一點(diǎn)Ｐ固定一個帶正電的點(diǎn)電荷，如果將Ｍ板向上平移一小段距離，則（）Ａ、點(diǎn)電荷受到的電場力減?。隆Ⅻc(diǎn)電荷受到的電場力增大Ｃ、點(diǎn)電荷的電勢能減?。摹Ⅻc(diǎn)電荷的電勢能保持不變ＭＮ.ＰＡＣ３、如圖所示，兩塊相對的平行金屬板Ｍ、Ｎ與電池相連接，Ｎ板接122

4.圖中A．B、C三點(diǎn)都在勻強(qiáng)電場中，已知AC⊥BC，∠ABC=60°，BC=20cm．把一個電量q=10－5C的正電荷從A移到B，電場力做功為零；從B移到C，電場力做功為－1.73×10－3J，則該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小和方向是[]A．865V／m，垂直AC向左B．865V／m，垂直AC向右C．1000V／m，垂直AB斜向上D．1000V／m，垂直

AB斜向下

D

4.圖中A．B、C三點(diǎn)都在勻強(qiáng)電場中，已知AC⊥BC，∠A123電勢差和電場強(qiáng)度的區(qū)別電場強(qiáng)度電勢差物理意義描述電場力的特征描述電場能的特征矢（標(biāo)）量物理公式單位E=F/qU=W/q矢量標(biāo)量V/mV電勢差和電場強(qiáng)度的區(qū)別電場強(qiáng)度電勢差物理意義描述電場力的特征124小結(jié)：一、電勢與電場強(qiáng)度的關(guān)系E大處φ不一定高；φ高處E也不一定大無直接關(guān)系E為零處φ不一定為零，φ為零處E不一定為零二、勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系三、比較Ｅ＝Ｆ／qＥ＝ＫＱ／r2E=U/d的適用條件

作業(yè)：問題與練習(xí)1、2、3小結(jié)：一、電勢與電場強(qiáng)度的關(guān)系E大處φ不一定高；φ高處E也不125第七節(jié)電容器與電容第一章靜電場第七節(jié)電容器與電容第一章靜電場126攝影時如光線不足,你一定知道用閃光燈，在如此短的時間內(nèi),僅靠電池直接給閃光燈供電就能發(fā)出如此強(qiáng)的光嗎?請你探究分析其中的奧妙!情景探究一內(nèi)置閃光燈的相機(jī)攝影時如光線不足,你一定知道用閃光燈，在如此短的時間內(nèi),127情景探究二萊頓瓶-----存儲電荷的裝置也可稱為“電容器”探究感應(yīng)起電機(jī)的構(gòu)造與工作原理情景探究二萊頓瓶-----存儲電荷的裝置也可稱為“電容器”探128

任何兩個彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體都可以構(gòu)成電容器.

在兩個相距很近的平行金屬板中間夾上一層絕緣物質(zhì)(電介質(zhì)),就組成一個最簡單的電容器,叫做平行板電容器一.電容器①作用:可以容納電荷.1.電容器的構(gòu)造:2.電容器的工作狀態(tài):任何兩個彼此絕緣又相互靠近的導(dǎo)體都可以構(gòu)成電容器.一129②充電：使電容器帶電的過程,叫充電.電容器的每一個極板所帶電量的絕對值,叫做電容器的帶電量.充電后,兩極板間有電場存在,電容器從電源獲得電能儲存在電場中,因此充電的過程是電容器儲存電能的過程.

②充電：使電容器帶電的過程,叫充電.電容器的每一個極板所帶電量的絕對值,叫做電容器的帶電量.充電后,兩極板間有電場存在,電容器從電源獲得電能儲存在電場中,因此充電的過程是電容器儲存電能的過程.②充電：使電容器帶電的過程,叫充電.電容器的每一個極板所帶電130③放電:使電容器兩極板上的電荷中和的過程.是電場能轉(zhuǎn)化為其他能的過程③放電:使電容器兩極板上的電荷中和的過程.是電場能轉(zhuǎn)化為其他131

電容器所帶的電荷量，是指每個極板所帶的電荷量Q的絕對值3.電容器的帶電量二.電容充電后的電容器的兩極板間有電勢差,這個電勢差跟電容器所帶的電荷量有關(guān)實(shí)驗表明：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差成正比，比值Q/U是一個常量。不同的電容器，這個比值一般是不同的。這個比值表征了電容器儲存電荷的特性電容器所帶的電荷量，是指每個極板所帶的電132

1、定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值，叫做電容器的電容，用C來表示。

思考

2、電容器的電容在數(shù)值上等于兩極板間的電勢差為1V時電容器需帶的電荷量。即C=Q/U1.電容器起了什么作用？儲存電荷2.電容器可類比成什么呢?電容器類比為容器（水杯）思考2、電容器的電容在數(shù)值上等于兩極板間的電勢差為1V時1331.水杯存水的本領(lǐng)由什么來決定?思考與討論水容器的容積(本身機(jī)構(gòu)決定)2.如何表征大容器的儲水本領(lǐng)大呢?電容器與水容器1cm1cm橫截面大的需要的水多s電量Q∝UC水量m∝h1.水杯存水的本領(lǐng)由什么來決定?思考與討論水容器的容積(本身134對一個確定的電容器而言，電容是不變的，C與Q、U無關(guān)。對一個確定的水容器而言，水容是不變的，與m、h無關(guān)。思考與討論那電容器儲存電荷的本領(lǐng)如何表征呢？對一個確定的電容器而言，電容是不變的，C與Q、U無關(guān)。對一個1353、電容的物理意義：表征電容器容納（儲存）電荷本領(lǐng)的物理量。

4、單位：在國際單位制中電容的單位是法拉（F），常用單位還有微法（μF）和皮法（pF）1F=106μF=1012pF最簡單的電容器是平行板電容器猜想：平行板電容器的電容跟哪些因素有關(guān)？兩極板間的距離d兩極板間的正對面積S是否插入電介質(zhì)或電介質(zhì)的種類。3、電容的物理意義：表征電容器容納（儲存）電荷本領(lǐng)的物理量。136實(shí)驗探究請看實(shí)驗實(shí)驗探究請看實(shí)驗137三.平行板電容器的電容1、平行板電容器的電容C跟介電常數(shù)ε成正比，跟正對面積S正比，跟極板間的距離d成反比。2、平行板電容器的電容公式：

C=εS/4πkd(式中k為靜電力常量)三.平行板電容器的電容1、平行板電容器的電容C跟介電常數(shù)ε成138思考與討論⑴：平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器的兩極板與電源相連接。在這種情況下，如果增大兩極板間的距離d，那么，兩極板間的電勢差U、電容器所帶的電量Q、兩極板間的場強(qiáng)E各如何變化？解析：平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器的兩極板與電源相連接，其電勢差恒等于電源電壓，并保持不變。⑴C=εS/4πkd∝εS/d⑶E=

U/d∝1/d⑵Q=CU=

UεS/4πkd∝εS/d思考與討論⑴：平行板電容器充電后，繼續(xù)保持電容器的兩極板與139保持兩極板的Ｕ不變的實(shí)驗探究保持兩極板的Ｕ不變的實(shí)驗探究140思考與討論⑵：平行板電容器充電后，切斷與電源的連接。在這種情況下，如果增大d，則U、Q、E各如何變化？解析：平行板電容器充電后，切斷與電源的連接，電容器不存在充、放電的可能性，兩極板上的帶電量Q始終不變。C=εS/4πkd∝εS/dU=Q/C=Q/（εS/4πkd）∝d/εSE=U/d=Q/Cd=Q/（εSd/4πkd）=πkQ/εS∝1/εS思考與討論⑵：平行板電容器充電后，切斷與電源的連接。在141保持兩極板的Ｑ不變的實(shí)驗探究保持兩極板的Ｑ不變的實(shí)驗探究142本題的思路是：當(dāng)d（或變化ε、S）發(fā)生變化，用C=εS/4πkd判斷C的變化，再用C=Q/U判斷出Q（或U）的變化，最后用E=U/d=Q/Cd判斷E的變化。比較⑴、⑵兩類題型的解析過程，可以看到，抓住Q（或U）不變這個條件是一個關(guān)鍵。3、平行板電容器充電后的兩類典型情況：⑴電容器始終連接在電源上，兩極間的電壓U保持不變。⑵電容器充電后，切斷與電源的連接，電容器的帶電荷量Q保持不變。本題的思路是：當(dāng)d（或變化ε、S）發(fā)生變化，用C=εS/4143電容器是一儲能元件。紙質(zhì)電容器陶瓷電容器電解電容器鉭電容器可變電容器展示各種電容器實(shí)物四.常用電容器電容器是一儲能元件。紙質(zhì)電容器陶瓷電容器電解電容器鉭電容器可144

請帶著這樣以下幾個問題閱讀課本第31頁常用電容器部分內(nèi)容。⑴常用電容器，從構(gòu)造上看，可以分為哪兩類？⑵常用的固定電容器有哪些？⑶電解電容器與其它常用電容器相比有什么顯著特征？⑷電容器常見的損壞原因是什么？常用電容器可分為固定電容器和可變電容器。聚苯乙烯電容器和電解電容器電解電容器的正、負(fù)極性是固定的。加在電容器兩極板上的電壓不能超過某一限度，超過這一限度電介質(zhì)將被擊穿，電容器損壞，這個極限電壓叫擊穿電壓。請帶著這樣以下幾個問題閱讀課本第31頁常用電容器145電容器固定電容器可變電容器聚苯乙烯電容器陶瓷電容器電解電容器紙質(zhì)電容器+-定片動片電容器固定電容器可變電容器聚苯乙烯電容器陶瓷電容器電解電容器146【例1】兩平行金屬板，正對放置，充電后兩極間的電勢差為2V，兩極板帶電量分別為+6×10-6C和-6×10-6C，求：(1)電容C；(2)若電勢差升高1V，電容C’和所帶電量Q’為多少?【解析】電容器的電容C=Q/U，但電容是由電容器的構(gòu)造決定的，跟Q、U無關(guān).(1)根據(jù)電容的定義式

C=Q/U=(6×10-6/2)F=3×10-6F(2)若電勢差升高1V，電容器的電容仍不變，而此時所帶電量

Q′=CU′=3×10-6×3C=9×10-6C【例1】兩平行金屬板，正對放置，充電后兩極間的電勢差為2V，147例2

、如圖所示，是描述對給定的電容器充電時極板上帶電量Ｑ極板間電壓Ｕ和電容Ｃ之間的關(guān)系的圖象，其中正確的是答案：ＢＣＤ例2、如圖所示，是描述對給定的電容器充電時極板上帶電148一、電容器

1、定義2、工作過程：充電與放電過程二、電容

1、定義2、單位3、電容的物理意義三、平行板電容器的電容

1、決定電容大小的幾個因素

2、平行板電容器的電容公式：

3、平行板電容器充電后的兩類典型情況：四、常見電容器小結(jié)一、電容器小結(jié)149１．對電容的實(shí)際應(yīng)用：靜電計及電容傳感器的原理及利用電容進(jìn)行測量的儀器進(jìn)行分析與歸納２．完成問題與練習(xí)作業(yè)１．對電容的實(shí)際應(yīng)用：靜電計及電容傳感器的原理及利用電容進(jìn)行150第八節(jié)帶電粒子在電場中的運(yùn)動第一章靜電場第八節(jié)帶電粒子在電場中的運(yùn)動第一章靜電場1513、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運(yùn)動狀態(tài)來判定電場中的帶電粒子一般可分為兩類：1、帶電的基本粒子：如電子，質(zhì)子，α粒子，正負(fù)離子等。這些粒子所受重力和電場力相比小得多，除非有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力。（但并不能忽略質(zhì)量）。2、帶電微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等。除非有說明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。3、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運(yùn)動狀態(tài)來判定電152++++++++________UUE加速勻速+qmV=?一、帶電粒子的加速++++++++________UUE加速勻速+qmV=?一153方法1：運(yùn)用運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)方法求解，設(shè)板間距為d,因電場力為恒力，所以有方法2：運(yùn)用能量觀點(diǎn)求解方法1：運(yùn)用運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)方法求解，設(shè)板間距為d,因電場力為154

例題1：實(shí)驗表明，熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子。在熾熱金屬絲和金屬板間加以電壓U=2500V，從熾熱金屬絲發(fā)射出的電子在真空中被加速后，從金屬板的小孔穿出。電子射出后的速度有多大？設(shè)電子剛從金屬絲射出時的速度為零。-U+金屬絲金屬板VE電子的質(zhì)量為0.91×10-30kg，電子的電荷量e=1.6×10-19C例題1：實(shí)驗表明，熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子。在熾熱金屬絲155解：金屬絲和金屬板間的電場雖然不是勻強(qiáng)電場，但仍可用

可得

代入數(shù)據(jù)得：v=3.0×107m/s解：金屬絲和金屬板間的電場雖然不是勻強(qiáng)電場，但仍可用1561：非勻強(qiáng)電場中,如何計算？電場力做功，只于始末位置電勢差有關(guān)2：若帶正電粒子以V0負(fù)板向正板運(yùn)動，分析粒子運(yùn)動情況明確粒子V，a的變化情況思考：3.若粒子以初速度V0沿垂直場強(qiáng)方向進(jìn)入電場，離子的運(yùn)動情況如何？1：非勻強(qiáng)電場中,如何計算？電場力做功，只于始末位置電勢差157例題2：如圖所示一電子以初速V0=3.0X107m/s沿垂直電場方向射入的電場，兩極板的長度為L=6.0cm，相距d=2cm，極板間電壓U=200V.求1）電子射出電場所用時間？2）電子射出電場時沿垂直板面方向偏移的距離y3）電子離開電場時偏轉(zhuǎn)的角度φ。v0-qmU++++++------dLF例題2：如圖所示一電子以初速V0=3.0X107m/s沿垂直158y3）電子離開電場時沿電場方向的分速度為Vy，離開電場時的偏轉(zhuǎn)角度為角度為6.8度v0++++++------φVyV0Vty3）電子離開電場時沿電場方向的分速度為Vy，v0+++++159電子槍熒光屏偏轉(zhuǎn)電極+-XX、y、yXX、y、y亮斑如果在偏轉(zhuǎn)電極XX’、YY’上不加電壓，電子如何運(yùn)動？如果在偏轉(zhuǎn)電極XX’上不加電壓，偏轉(zhuǎn)電極YY’上加電壓電子又如何運(yùn)動？三、示波管原理電子槍熒光屏偏轉(zhuǎn)電極+-XX、y、yXX、y、y亮斑如果在偏160課堂小結(jié)：一、利用電場使帶電粒子加速二、利用電場使帶電粒子偏轉(zhuǎn)從動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)角度分析從做功和能量的角度分析類似平拋運(yùn)動的分析方法粒子在與電場垂直的方向上做勻速直線運(yùn)動粒子在與電場平行的方向上做初速度為零的勻加速運(yùn)動

課堂小結(jié)：一、利用電場使帶電粒子加速二、利用電場使帶電粒子偏161練習(xí)1.如圖所示，在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運(yùn)動，則關(guān)于電子在兩板間的運(yùn)動情況，下列敘述正確的是：()A.兩板間距越大，加速的時間越長B.兩板間距離越小，加速度就越大，則電子到達(dá)Q板時的速度就越大C.電子到達(dá)Q板時的速度與板間距離無關(guān)，僅與加速電壓有關(guān)D.電子的加速度和末速度都與板間距離無關(guān)AC

練習(xí)1.如圖所示，在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運(yùn)動，則162練習(xí)