高二物理靜電場2

新課標人教版課件系列《高中物理》選修3-1第一章

《靜電場》1.１《電荷及其

守恒定律》教學目標（一）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．知道摩擦起電，知道摩擦起電不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的正負電荷分開．3．知道靜電感應現(xiàn)象，知道靜電感應起電不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的電荷分開．4．知道電荷守恒定律．5．知道什么是元電荷．（二）過程與方法1、通過對初中知識的復習使學生進一步認識自然界中的兩種電荷2、通過對原子核式結(jié)構(gòu)的學習使學生明確摩擦起電和感應起電不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的電荷分開．但對一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和不變。（三）情感態(tài)度與價值觀通過對本節(jié)的學習培養(yǎng)學生從微觀的角度認識物體帶電的本質(zhì)重點：電荷守恒定律難點：利用電荷守恒定律分析解決相關(guān)問題摩擦起電和感應起電的相關(guān)問題。教具：絲綢，玻璃棒，毛皮，硬橡膠棒，絕緣金屬球，靜電感應導體，通草球。一、電荷電荷是一種物質(zhì)屬性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。+_原子的構(gòu)成原子（中性）原子核核外電子質(zhì)子中子（正電）（不帶電）原子核為什么穩(wěn)定？質(zhì)子和中子之間有強相互作用核力核外電子

離原子核較遠的電子容易受到外界的作用而脫離原子使物體帶電的方法：1、摩擦起電演示微觀解釋：電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上。得到電子：帶負電失去電子：帶正電金屬導電機理：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。2、感應起電使物體帶電的方法：演示（1）靜電感應：把電荷移近不帶電的導

體，可以使導體帶電的現(xiàn)象，叫做靜電

感應．

（2）感應起電：利用靜電感應使物體帶電，叫做感應起電．

規(guī)律：近端感應異種電荷，

遠端感應同種電荷（3）靜電感應微觀解釋：把帶正電的球移近金屬導體A和B時，導體上的自由電子被吸引過來，因此導體A和B帶上了等量的異種電荷．感應起電沒有創(chuàng)造電荷，而是使物體中的正負電荷分開，將電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分．

使物體帶電的方法：3、接觸帶電接觸后再分開+Q+Q接觸后再分開Q3QQQ微觀解釋：電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體接觸帶電電荷分配原則兩個帶有同種電荷的導體接觸，電荷會重新分配，若不受外界影響，兩個完全相同的帶電導體,接觸后再分開,二者將原來所帶電量的總和平均分配兩個帶有異種電荷的導體，接觸后先發(fā)生正負電荷的中和，然后剩下的電荷量再進行電荷的重新分配；如果兩帶電體完全相同，則剩下的電荷平均分配驗電器1.swf

是否只有當帶電體與導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。驗電器2.swf當帶電導體棒靠近驗電器上端的金屬球時，由于靜電感應，金屬球帶與導體棒相反的電荷，金屬箔帶與導體棒相同的電荷1、起電的本質(zhì)無論是哪種起電方式,其本質(zhì)都是將正、負電荷分開,使電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，并不是創(chuàng)造電荷.二、電荷守恒定律：2、電荷守恒定律（物理學的基本定律之一

）表述一：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.

表述二：一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。三、元電荷1、電荷量：電荷的多少，簡稱電量。單位:庫侖C

元電荷的數(shù)值最早是由美國科學家密立根用實驗測得到的．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．盡管電荷量有正負值（正號一般省略），要知道這里的“＋”、“－”號不表示電荷量的大小，只代表電荷的性質(zhì)（種類）．一般，正電荷的電量用正值表示，負電荷的電量用負值表示．

1、科學家在研究原子、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．

B、C、D．

課堂訓練2、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球均帶負電

B．B球帶負電，C球帶正電

C．B、C球中必有一個帶負電，而另一個不帶電

D．B、C球都不帶電

C課堂訓練3、如圖所示,A、B是被絕緣支架分別架起的金屬球,并相隔一定距離,其中A帶正電,B不帶電,則以下說法中正確的是:A.導體B帶負電;B.導體B左端出現(xiàn)負電荷,右端出現(xiàn)正電荷,并且電荷量大小相等;C.若A不動,將B沿圖中aa`分開,則兩邊的電荷量大小可能不等,與如何分有關(guān);D.若A向B逐漸靠近,在B左端和右端的電荷量大小始終相等并且連續(xù)變化;E.若A、B接觸一下,A、B金屬體所帶總電荷量保持不變.BAaa`BE課堂訓練4、如圖所示，導體棒AB靠近帶正電的導體Q放置．用手接觸B端，移去手指再移去Q，AB帶何種電荷

__________．若手的接觸點改在A端，情況又如何___________。負電荷負電荷小結(jié)1、自然界存在兩者電荷（1）正電荷：絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷

（2）負電荷：毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷2、使物體帶電的方式帶電方式(1)摩擦起電：電子從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體(2)接觸起電：電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體(3)感應起電：電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分規(guī)律：近異遠同

3、電荷守恒定律：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。1、使一個物體帶電的方式有三種，它們是

、

和

，在這三種方式中，電荷既沒有被創(chuàng)造，也沒有被消滅，只是從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分移到另一部分，而且電荷的總量不變，這個結(jié)論也被稱之為

定律。2、將不帶電的導體A和帶有負電荷的導體B接觸后，在導體A中的質(zhì)子數(shù)（）

A．增加B．減少C．不變D．先增加后減少3、在原子物理中，常用元電荷作為電量的單位，元電荷的電量為____________；一個電子的電量為____________，一個質(zhì)子的電量為____________；任何帶電粒子，所帶電量或者等于電子或質(zhì)子的電量，或者是它們電量的______．最早測出元電荷的數(shù)值的是美國物理學家

，這位科學家還測出了電子電量和質(zhì)量的比值，叫做電子的

。4、把兩個完全相同的金屬球A和B接觸一下，再分開一段距離，發(fā)現(xiàn)兩球之間相互排斥，則A、B兩球原來的帶電情況可能是（）

A．帶有等量異種電荷B．帶有等量同種電荷

C．帶有不等量異種電荷D．一個帶電，另一個不帶電課堂練習CBCD摩擦起電感應起電接觸帶電電荷守恒定律1.6×10－19C

－1.6×10－19C

1.6×10－19C

整數(shù)倍

密立根比荷5、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球均帶負電

B．B球帶負電，C球帶正電

C．B、C球中必有一個帶負電，而另一個不帶電

D．B、C球都不帶電6、用一根跟毛皮摩擦過的硬橡膠棒，靠近不帶電驗電器的金屬小球a（圖1），然后用手指瞬間接觸一下金屬桿c后拿開橡膠棒，這時驗電器小球A和金箔b的帶電情況是（）

A．a(chǎn)帶正電，b帶負電

B．a(chǎn)帶負電，b帶正電

C．a(chǎn)、b均帶正電

D．a(chǎn)、b均帶負電

E．a(chǎn)、b均不帶電課堂練習CC7、圖7中A、B是兩個不帶電的相同的絕緣金屬球，它們靠近帶正電荷的金球C．在下列情況中，判斷A、B兩球的帶電情況：（1）A、B接觸后分開，再移去C，則A________，B______；（2）A、B接觸，先移去C后，再把AB分開，則A_______，B_______．（3）A、B接觸，用手指瞬間接觸B后再移去C，則A________，B_______；8、某人做靜電感應實驗，有下列步驟及結(jié)論：①把不帶電的絕緣導體球甲移近帶負電的絕緣導體球乙，但甲、乙兩球不接觸。②用手指摸甲球。③手指移開。④移開乙球。⑤甲球帶正電。⑥甲球不帶電。下列操作過程和所得結(jié)論正確的有（）

A.①→②→③→④→⑥ B.①→②→④→③→⑥C.①→②→③→④→⑤ D.①→②→④→③→⑤課堂練習正電負電不帶電不帶電負電負電BC1.2《庫侖定律》教學目標（一）知識與技能1．掌握庫侖定律，要求知道點電荷的概念，理解庫侖定律的含義及其公式表達，知道靜電力常量．2．會用庫侖定律的公式進行有關(guān)的計算．3．知道庫侖扭秤的實驗原理．（二）過程與方法通過演示讓學生探究影響電荷間相互作用力的因素，再得出庫侖定律（三）情感態(tài)度與價值觀培養(yǎng)學生的觀察和探索能力重點：掌握庫侖定律難點：會用庫侖定律的公式進行有關(guān)的計算教具：庫侖扭秤(模型或掛圖)．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同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引。早在我國東漢時期人們就掌握了電荷間相互作用的定性規(guī)律,定量討論電荷間相互作用則是兩千年后的法國物理學家?guī)靵?庫侖做了大量實驗,于1785年得出了庫侖定律.影響兩點電荷間作用力的因素：距離和電荷量．

實驗表明，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。庫侖定律1.swf庫侖定律2.swf庫侖定律真空中兩個靜止點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。電荷間相互作用力叫做靜電力或庫侖力.大?。哼m用范圍：1.真空中；2.點電荷.其中K叫靜電力常量：k=9.0×109N·m2/C2是由實驗測定出來的

點電荷是實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的一個理想化的模型。在研究帶電體間的相互作用時，如果帶電體之間的距離遠大于它們本身的大?。灾码婓w的形狀、大小以及電荷分布狀況對它們之間相互作用力的影響甚小，這樣的帶電體就可以看作帶電的點，并稱它為點電荷。但點電荷本身的線度不一定很小，它所帶的電量也可以很大。點電荷這個概念與力學中的“質(zhì)點”類似。點電荷典型例題例1、關(guān)于點電荷的下列說法中正確的是：

A

.真正的點電荷是不存在的．

B.點電荷是一種理想模型．

C.足夠?。ㄈ珞w積小于1）的電荷就是點電荷．

D.一個帶電體能否看成點電荷，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．答案：A、B、D．

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.庫侖定律和萬有引力定律都遵從平方反比規(guī)律,人們至今還不能說明它們的這種相似性,物理學家還在繼續(xù)研究.典型例題例2、例3、圖1.2-3庫侖扭秤庫侖的實驗庫倫做實驗用的裝置叫做庫倫扭秤。如圖，細銀絲的下端懸掛一根絕緣棒，棒的一端是一個帶電的金屬小球A，另一端有一個不帶電的球與A球的重力平衡。當把另一個帶電的小球C插入容器并使它靠近A時，A和C之間的作用力使懸絲扭轉(zhuǎn)，通過懸絲扭轉(zhuǎn)的角度可以比較力的大小。1、保持A、C兩球的帶電量不變，改變A、C之間的距離r，記錄每次懸絲扭轉(zhuǎn)的角度,便可以找到力F與距離r的關(guān)系。2、保持A、C兩球之間的距離r不變，改變A、C的帶電量q1和q2，記錄每次懸絲扭轉(zhuǎn)的角度,便可以找到力F與q1和q2的關(guān)系。1.F與r有關(guān)

2.F與q有關(guān)

庫侖的實驗研究方法：控制變量法.庫侖扭秤1.avi庫侖扭秤3.avi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庫侖扭秤1.avi庫侖扭秤2.avi結(jié)論：保持兩球間的距離不變，改變兩球的帶電量，從實驗結(jié)果中庫侖得出靜電力與電量的乘積成正比，即F∝q1q2典型例題例2、下列說法中正確的是：

A.點電荷就是體積很小的電荷．

B.點電荷就是體積和帶電量都很小的帶電體．

C.根據(jù)

可知，當r0時，F(xiàn)∞

D.靜電力常量的數(shù)值是由實驗得到的．答案：D．1.3《電場強度》教學目標（一）知識與技能1．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物質(zhì)形態(tài)．2．理解電場強度的概念及其定義式，會根據(jù)電場強度的定義式進行有關(guān)的計算，知道電場強度是矢量，知道電場強度的方向是怎樣規(guī)定的．3．能根據(jù)庫侖定律和電場強度的定義式推導點電荷場強的計算式，并能用此公式進行有關(guān)的計算．4．知道電場的疊加原理，并應用這個原理進行簡單的計算．一、電場

討論與交流：

1、你在不接觸的情況下要對某一同學施力，會采用什么辦法？力可通過某種“媒介”來傳遞

2、你認為力有沒有可能在“不接觸”、而又“無媒介”傳遞的情況下發(fā)生在物體之間？力不可能是“超距作用”力要么通過直接接觸來施加，要么通過“媒介”來傳遞傳遞力的媒介物有的看不見，被稱為“場”重力是通過所謂“重力場”來傳遞的電荷周圍空間存在著一種特殊的物質(zhì)叫電場，它起著傳遞“電力”的作用“場”是物質(zhì)存在的一種形式電荷電場電荷用電場的觀點解釋電荷之間的作用：電場對電荷的作用力叫電場力1、如圖表示電荷A和電荷B通過電場傳遞相互作用力。針對這個情形，正確的是A．電荷B受電場力的作用，自身也激發(fā)電場B．撤去B，電荷A激發(fā)的電場就不存在了C．電荷A的電場和電荷B的電場是不同的特殊物質(zhì)D．電荷A和電荷B都可以激發(fā)電場，而且它們還可以疊加成一個新的電場2.關(guān)于電場，下列說法正確的是A．電場雖然沒有靜止質(zhì)量，但它是一種客觀存在的特殊物質(zhì)形態(tài)B．我們雖然不能用手觸摸到電場的存在，卻可以用試探電荷去探測它的存在和強弱C．電場既可以存在于絕緣體中，也可以存在于導體中D．在真空中，電荷無法激發(fā)電場鞏固訓練：ADABC二、電場的描述

電場最基本的特性，就是對處于場中的電荷施加電場力的作用對電場的“特性”，可用“試探電荷”來研究：

觀察、思考與討論：

1、同一試探電荷在電場不同位置所受電場力大小、方向一般各不相同，這說明什么？

2、不同的電荷在電場的同一點上受電場力大小不同，這說明什么？電場中不同點的強弱不同，且存在方向性電場的強弱不能用電場力來描述

3、以點電荷的電場為例，試計算這一電場某點的試探電荷所受電場力與這個電荷的電量之比？改變電荷的電量，這個比值改變嗎？在不同的點，這個比值相同嗎？這個比值能體現(xiàn)電場的強弱嗎？

定義：在電場中某一點，試探電荷所受電場力的大小與這個電荷的電量的比值，叫電場在這一點的電場強度，簡稱“場強”

公式：

E＝F／q是矢量：與正點電荷受力方向一致

單位：

SI制中：為N／C

電場強度是描述電場強弱和方向的物理量，它由電場自身決定，實際它與試探電荷無關(guān)

4、你能借助于庫侖定律導出點電荷電場中、距這一點電荷為r處的電場強度的計算式嗎？點電荷場強計算式：E＝kQ／r2

它只適用于點電荷場強的計算！

5、若空間同時存在著幾個點電荷，你認為這時在空間某處的電場強度如何計算？

分別獨立的計算出每個點電荷在該處的場強，再求“矢量和”，這叫“電場的疊加原理”

6、如果一個帶電體不能看作點電荷，你有辦法計算它在空間某處的電場強度嗎？

借助電場的疊加原理：先“微分”，再“疊加”1、電場強度的定義式為E=F/q，則A、它只適用于點電荷產(chǎn)生的電場B、無論檢驗電荷的q值如何變化，F(xiàn)與q的比值對電場中同一點來講是不變的C、電場中某點的場強與放在該點的檢驗電荷所受的電場力成正比D、場強方向與檢驗電荷的極性有關(guān)鞏固訓練：2、下列關(guān)于場強的說法正確的是：A、公式E=F/q不只適用于真空中的電場B、公式E=kQ/r2中的Q是放入電場中試探電荷的電量C、在一個以點電荷Q為中心，r為半徑的球面上，各處的場強都相同D、空間某點的電場強度E與放在該處的試探電荷所受的電場力F成正比，與試探電荷的電荷量q成反比AB3、真空中有一電場，在電場中的P點放一電荷量為4×10-9C的檢驗電荷，它受到的電場力為2×10-5N，則P點的場強為________N／C。把檢驗電荷的電荷量減小為2×10－9C，則檢驗電荷所受到的電場力為_______N。如果把這個檢驗電荷取走，則P點的電場強度為_________N／C。5×1031×10-55×1034、如圖，A、B兩點分別放有+2×10-8C和-2×10-8C兩個點電荷，相距60cm，試求：（1）AB連線中點O的場強；（2）AB延長線上離B點距離為30cm的M點的場強；（3）AB連線的垂直平分線上離開O點距離為30cm處的P點的場強。

A+Q

B-Q（1）4×103N/C，方向沿AB連線向右；（2）1.78×103N/C，方向由M指向B點；（3）1.4×103N/C，方向平行于AB向右。若A、B都是正點荷，以上問題又如何？三、電場線

電場線可形象描述電場電場的強弱：用電場線的疏密程度來體現(xiàn)電場的方向：與曲線的切線方向一致

由正點荷發(fā)出，終止于負電荷

特征：

任意兩條電場線不相交觀察：幾種典型電場的電場線的分布勻強電場：場中各點電場強度大小、方向都相同，電場線為等距的平行直線1、關(guān)于電場線的說法，正確的是A、電場是客觀存在的物質(zhì)，但電場線是人為引入的B、電場線越密的地方，同一電荷所受電場力越大C、靜電場的電場線不可能是閉合的D、電場中的任意兩條電場線絕不相交2、下列說法錯誤的是A、電場線就是初速度為0的帶電粒子在電場中運動的軌跡B、電場線的方向，就是電荷受力的方向C、沿電場線方向，電場強度越來越小D、正電荷只在電場力作用下一定沿電場線運動鞏固訓練：ABCDABCD4、一帶電粒子在如圖所示的電場中的運動軌跡如圖中虛線AB，據(jù)圖可作出下列判斷，正確的是A、粒子帶正電B、電場在A點的場強比B點大C、粒子在A點的加速度比B點大D、粒子通過A點時的動能比通過B點時大3、如圖所示為某一點電荷Q產(chǎn)生的電場中的一條電場線，A、B為電場線上的兩點，一電子以某一速度沿電場線由A運動到B的過程中，動能增加，則可以判斷A、電場線方向由B指向AB、場強大小EA＞EBC、若Q為負電荷，則Q在B點右側(cè)D、Q不可能為正電荷ABAABCD5、在等量異種點電荷連線及其中垂線上有對稱點AB和CD，如圖，下列說法正確的是A．EA＞EB，兩者方向相同B．EC＝ED，兩者方向相同C．EC＞EE，兩者方向相同D．EA＞EC，兩者方向相同BCD6、如圖所示，點電荷Q固定，虛線是帶電量為q的微粒的運動軌跡，微粒的重力不計，a、b是軌跡上的兩個點，b離Q較近，下列判斷正確的是A．Q與q的帶電一定是一正一負B．不管Q帶什么性質(zhì)的電荷，a點的場強一定比b點的小C．微粒通過a、b兩點時，加速度方向都是指向QD．微粒通過a時的速率比通過b時的速率大ABC小結(jié)：電場電場最基本的特性電場是物質(zhì)的一種形式電場強度電場強度的定義電場的疊加原理點電荷的電場強度電場線電場線對電場的描述常見電場的電場線分布作業(yè)：1、課本p14：1、2、3（做在書上）2、金榜p8—13：自測自評、知能演練常見的幾種電場線的分布情況:1.4《電勢能和電勢》教學目標（一）知識與技能

1、理解靜電力做功的特點、電勢能的概念、電勢能與電場力做功的關(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。明確電勢能、電勢、靜電力的功、電勢能的關(guān)系。了解電勢與電場線的關(guān)系，了解等勢面的意義及與電場線的關(guān)系。（二）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，從而更好的了解電勢能和電勢的概念。（三）情感態(tài)度與價值觀嘗試運用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實際問題，增強科學探究的價值觀。重點：理解掌握電勢能、電勢、等勢面的概念及意義。難點：掌握電勢能與做功的關(guān)系，并能用此解決相關(guān)問題。思考EF+qAB1.點電荷q在電場中由靜止釋放,將如何運動?2.能否從能量的角度解釋動能的增加?靜電力做功MEW=F·|AB|

cosθ=qE·|AM|1.將電荷q從A沿直線移至B:AB?+q+qF靜電力做功M?EAB2.將電荷q從A沿折線移至B:對AM:W1=qE·|AM|對MB:W2=0對全程:W=W1+W2=qE·|AM|+qF+qF靜電力做功3.將電荷q從A沿曲線移至B:M?EAB+qFEAB+qF+qF+qF+qFW=W1+W2+W3+…

=qE·|AM|W1=qE·x1W2=qE·x2W3=qE·x3…………Mx1+x2+x3+…=?X1x2靜電力做功4.將電荷q從A沿其它曲線移至B，靜電力做功？5.如果移動負電荷，1—4結(jié)論又如何？M?EABqF－B+MAF?q+靜電力做功特點

在勻強電場中移動電荷時,靜電力做的功與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān),與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)（與初、末兩點在電場線上的距離有關(guān)）。這個結(jié)論適合于其它電場嗎？(對于非勻強電場也適用)回顧：重力做功特點hABCmg

mg

mg

1.在這三次情況下：重力做功關(guān)系？2.WG=mgh3.可以引進重力勢能的概念電勢能1.因為在電場中移動電荷時靜電力做功與移動路徑無關(guān),所以電荷在電場中有電勢能(Ep)討論下列電荷在電場中移動時,靜電力做什么功?電荷的電勢能如何變化?若在電場中移動的是負電荷呢?EABAB+FF+E--FF電勢能因為在電場中移動電荷時靜電力做功與移動路徑無關(guān),所以電荷在電場中有電勢能(Ep)2.靜電力對電荷做正功,

電荷的電勢能減少。(負功)WF=EP1-EP2=-ΔEP(增加)靜電力做的功等于電勢能的減少量.練習有一電荷量q=-3×10-6C的點電荷,從電場中的A點移到B點時,克服靜電力做功6×10-4J,從B點移到C點時靜電力做功9×10-4J.問:1.以B為零勢能點，電荷A點時的電勢能EPA1是多少?2.如選取C點的電勢能為零,則電荷A點時的電勢能EPA2又是多少?電勢能因為在電場中移動電荷時靜電力做功與移動路徑無關(guān),所以電荷在電場中有電勢能(Ep)2.靜電力對電荷做正功,

電荷的電勢能減少。(負功)WF=EP1-EP2=-ΔEP(增加)靜電力做的功等于電勢能的減少量.3.電勢能具有相對性,電荷在某點的電勢能,等于靜電力把它從該點移動到零勢能位置時所做的功。

(通常把離場源無限遠處或大地表面的電勢能規(guī)定為零)討論1.若在AB兩點間分別移動正、負電荷，請比較電荷電勢能的變化M?EABL+qFEPA=qELCOSθ2.若取B點的電勢能為零,則A點的電勢能為多少?3.點電荷的電量為2q、3q、…則A點的電勢能為多少?4.分析EPA/q一定嗎？EPA/q=ELCOSθ5.點電荷的電量為-q、-2q、-3q、…則A點的電勢能為多少?電勢能與電量的比值為多少?電勢電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值1V=1J/C1.定義:2.公式:3.單位:伏特(V)

(計算時要代入正負號)1.電勢具有相對性,確定電勢,應先規(guī)定電場中某處的電勢為零.(通常規(guī)定離場源電荷無限遠處或大地的電勢為零.)結(jié)論：此比值與電荷的電量、電性都無關(guān)，是定值！練習

例3.將一電量為的點電荷從電場外一點P移至電場中某點A,電場力做功,求A點的電勢.解:

場外一點P的電勢為從PA,電場力做的功PAEW-=點評:計算電勢首先要規(guī)定零電勢處,且電勢可以為負.電勢2.電勢是標量,有正負,數(shù)值取決于零電勢的選取.(負電勢表示該處的電勢比零電勢處電勢低.)1.電勢具有相對性,確定電勢,應先規(guī)定電場中某處的電勢為零.(通常規(guī)定離場源電荷無限遠處或大地的電勢為零.)3.沿著電場線方向,電勢降低.1.5《電勢差》教學目標（一）知識與技能

理解掌握電勢差的概念、定義式與應用。過程與方法

結(jié)合電勢、電勢能、靜電力做功，通過對比讓學生深入理解電勢差及其之間的關(guān)系情感態(tài)度與價值觀

培養(yǎng)學生對比的學習方法，培養(yǎng)學生的邏輯能力重點：理解掌握電勢差的概念、定義式。難點：根據(jù)電勢差的定義式進行有關(guān)計算。高度與高度差高度具有相對性，與參考點的選擇有關(guān)，而高度差與參考點的選擇無關(guān)。電勢ABCD0V1V2V3VE0V1V2V-1V電勢具有相對性，與參考點的選擇有關(guān)，而電勢的差值與參考點的選擇有無關(guān)系呢?電勢差電勢差(電壓):電場中兩點間電勢的差值.ABCD15V5V0-3V設(shè)電場中A點的電勢為，B點的電勢為則有電勢與電勢差ABCD0V1V2V3VE0V1V2V-1V電勢具有相對性，與參考點的選擇有關(guān)，而電勢差與參考點的選擇無關(guān)系.電勢差與電勢關(guān)系A(chǔ)BCD15V5V0-3V或者表示成顯然靜電力做功與電勢差的關(guān)系

電荷q從電場中A點移到B點，AB即或思考1、UAB由什么決定？跟WAB、q有關(guān)嗎？2、WAB跟q、UAB有關(guān)嗎？跟q、UAB都有關(guān)

由電場本身的因素決定,與WAB、q無關(guān)課堂訓練1、在如圖所示的電場中，把點電荷q=+2×10-11C，由A點移到B點，電場力做功WAB=4×10-11J。A、B兩點間的電勢差UAB等于多少？B、A兩點間的電勢差UBA等于多少？

課堂訓練2、如圖所示的電場中，A、B兩點間的電勢差UAB=20V，將點電荷q=-2×10-9C，由A點移到B點，靜電力所做的功是多少？

課堂訓練3、電場中A、B兩點的電勢是ψA=800V，ψB=-200V，把電荷q=-1.5×10-8C由A點移到B點，電場力做了多少功？電勢能是增加還是減少，增加或者減少多少？4.在電場中把2.0×10-9C的正電荷從A點移到B點,靜電力做功1.5×10-7J.再把這個電荷從B點移到C點,靜電力做功-4.0×10-7J.(1)A、B、C三點中哪點電勢最高？哪點電勢最低？（2）A、B間，B、C間，A、C間的電勢差各是多大？（3）把-1.5×10-9C的電荷從A點移到C點，靜電力做多少功？（4）根據(jù)以上所得的結(jié)果，定性地畫出電場分布的示意圖，標出A、B、C三點可能的位置。1.6《電勢差與電場

強度的關(guān)系》教學目標（一）知識與技能

掌握電勢差與電場強度的關(guān)系過程與方法

通過對電場力做功的兩種不同方式的比較推導得出電勢差與電場強度的關(guān)系情感態(tài)度與價值觀習感知科學的價值和應用

培養(yǎng)對科學的興趣、堅定學習思考探索的的信念重點：勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系

難點：電勢差與電場強度的關(guān)系在實際問題中應用。電勢差和電場強度的區(qū)別電場強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）量物理公式單位E=F/qU=W/q矢量標量V/mV電場的兩大性質(zhì)：

①力的性質(zhì)：

②能的性質(zhì)：

由電場強度描述

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

13.7電勢差與電場強度的關(guān)系一、電勢與電場強度的關(guān)系問題1：電場強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？E大處φ不一定高；φ高處E不一定大問題2：電場強度為零的點電勢一定為零嗎？反之又如何呢？（若規(guī)定無窮遠處為零電勢點）.O對O點：E=0，φ

≠0

.O對O點：φ

=0，E≠0

E為零處φ不一定為零，φ為零處E不一定為零

E大處φ不一定高；φ高處E也不一定大13.7電勢差與電場強度的關(guān)系一、電勢與電場強度的關(guān)系如圖，表示某一勻強電場的等勢面和電場線。

沿場強方向選取A、B兩點，設(shè)A、B兩點間的距離為d，電勢差為U，場強為E。把正電荷q由A點移動到B點，則電場力所做的功：從力的角度：從能的角度：由上兩式得:Ｗ=FdＷ=qUU=EddABE在勻強電場中，沿場強方向的兩點間的電勢差等于場強與這兩點的距離的乘積。

=qEd二、電勢差與電場強度的關(guān)系

ABEαLLcosαC對公式中d的理解DEABL如圖，在勻強電場E中，有相距為L的A、B兩點，兩點連線與場強方向成α角。則A、B兩點間的電勢差為U=EL，對不對？

Eα

Bˊ

d把正電荷q由A點移動到B點，則電場力所做的功：從力的角度：

ＷAB=FLcosα從能的角度：

ＷAB=qUAB

由上兩式得：UAB=ELcosα?[解析]A、B兩點連線L不沿場強方向，不能直接用U=EL計算A、B兩點間的電勢差。[說明]①根據(jù)電場線跟等勢面垂直這一性質(zhì)，可過B點作一等勢面，在等勢面上找一點Bˊ，使A、Bˊ的連線沿場強方向?！郩AB=ELcosα=

Ed

UAB=UABˊ=Ed=qELcosα顯然B=Bˊ，其中d實為AB兩點所在等勢面間的距離ABC可見公式：U=Ed只適用于勻強電場。公式適用范圍？

CEBA實線：電場線虛線：等勢面D沿著電場線方向，也就是沿著場強的方向，電勢越來越低。從圖中可以看出沿AB、AD、AC方向，電勢都在降低，且UAB=UAD=UAC，但沿AB方向距離最短，即電勢降低得最快，而AB方向又是場強方向，可見(1)場強的方向是指向電勢降低最快的方向。MN(2)在勻強電場中，兩條平行線段上相等距離的兩點間的電勢差相等?；颍篍=U/d

在勻強電場中，場強在數(shù)值上等于沿場強方向每單位距離上的電勢差。

注意：U=Ed和E=U/d的適用條件是：

在勻強電場中，A、B兩點連線d沿場強方向時

U=Ed

（1）勻強電場

（2）d是沿場強方向的兩點間的距離。實為兩點所

在等勢面間的距離。

（3）場強E的方向是電勢降落最快的方向。（4）在勻強電場中，兩條平行線段上相等距離的兩點間的電勢差相等。單位關(guān)系：1V/m=1N/C13.7電勢差與電場強度的關(guān)系一、電勢與電場強度的關(guān)系無直接關(guān)系

二、電勢差與電場強度的關(guān)系

.N′

60°例1：如圖，在勻強電場中的M、N兩點距離為2cm，兩點間的電勢差為5V,M、N連線與場強方向成60°角，則此電場的電場強度多大？EM..N解：根據(jù)，得：例2。圖中A、B、C三點都在勻強電場中，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，則該勻強電場的場強大小和方向是[

]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D600CBA分析：由題意得A、B應在同一等勢面上UBC=W/q=-1.73×10-3/10-5V=-1.73×102V〈0d=BC.sin600=0.173m則E=U/d=1000V/m1、如圖，a、b、c是一條電場線上的三個點，電場線的方向由a到c,a、b間的距離等于b、c間的距離。用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分別表示a、b、c三點的電勢和場強。下列哪個正確？A.φa＞φb＞φcB.Ea＞Eb＞Ec

C.φa－φb=φb－φcD.Ea=Eb=Ec

課堂練習：●●●

abcE2、在電場強度為600N/C的勻強電場中，A、B兩點相距5cm，若A、B兩點連線是沿著電場方向時，則A、B兩點的電勢差是_______V。若A、B兩點連線與電場方向成60°角時，則A、B兩點的電勢差是________V；若A、B兩點連線與電場方向垂直時，則A、B兩點的電勢差是________V?！?015013.7電勢差與電場強度的關(guān)系E大處φ不一定高；φ高處E也不一定大一、電勢與電場強度的關(guān)系無直接關(guān)系

E為零處φ不一定為零，φ為零處E不一定為零

二、電勢差與電場強度的關(guān)系

說明：①只適用于勻強電場

②d：沿場強方向的距離

③場強E的方向是電勢降落最快的方向。④、在勻強電場中，兩條平行線段上相等距離的兩點間的電勢差相等。三．電場強度三個公式的區(qū)別：區(qū)別公式公式含義適用范圍E=FqE=kQr2E=Ud是電場強度的定義式任意電場是真空中點電荷電場的場強計算公式真空中點電荷電場

是勻強電場的場強的計算公式勻強電場1.7《電容器與電容》教學目標（一）知識與技能1、知道什么是電容器及常見的電容器；2、知道電場能的概念，知道電容器充電和放電時的能量轉(zhuǎn)換；3、理解電容器電容的概念及定義式，并能用來進行有關(guān)的計算；4、知道平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)，有什么關(guān)系；掌握平行板電容器的決定式并能運用其討論有關(guān)問題。（二）過程與方法

結(jié)合實物觀察與演示，在計算過程中理解掌握電容器的相關(guān)概念、性質(zhì)。（三）情感態(tài)度與價值觀

體會電容器在實際生活中的廣泛應用，培養(yǎng)學生探究新事物的興趣。重點：掌握電容器的概念、定義式及平行板電容器的電容。

難點：電容器的電容的計算與應用教具準備：常見的電容器示教板,帶電羽的平行板電容器,靜電計,介質(zhì)板,感應起電機,電線1.7《電容器與電容》教學目標（一）知識與技能1、知道什么是電容器及常見的電容器；2、知道電場能的概念，知道電容器充電和放電時的能量轉(zhuǎn)換；3、理解電容器電容的概念及定義式，并能用來進行有關(guān)的計算；4、知道平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)，有什么關(guān)系；掌握平行板電容器的決定式并能運用其討論有關(guān)問題。（二）過程與方法

結(jié)合實物觀察與演示，在計算過程中理解掌握電容器的相關(guān)概念、性質(zhì)。（三）情感態(tài)度與價值觀

體會電容器在實際生活中的廣泛應用，培養(yǎng)學生探究新事物的興趣。重點：掌握電容器的概念、定義式及平行板電容器的電容。

難點：電容器的電容的計算與應用教具準備：常見的電容器示教板,帶電羽的平行板電容器,靜電計,介質(zhì)板,感應起電機,電線一、電容器1、構(gòu)成：兩個彼此絕緣（電介質(zhì)）又相隔很近的導體（兩極板）。

平行板電容器——最簡單的電容器

++++++++++++-----------極板電介質(zhì)-----電容器是儲存電荷的裝置.2、電容器的充電和放電(1)充電：使電容器帶電的過程叫充電。充電過程中：電荷逐漸向兩極板積累，電路中有短暫的充電電流，兩極板間的Q增大，電場強度E增大，電勢差U增大，直到電勢差等于電源電壓。(2)放電：使充電后的電容器失去電荷叫放電。放電過程中：電路中有短暫的放電電流，兩極板間的電量減小，電場強度

E減小，電勢差U減小，直到E、U為零。A12+++++-----兩個極板上帶上等量異種電荷3、電容器儲存電荷的方式

充電后的電容器兩個極板上，分別帶有等量異種電荷，由于兩極板相對且靠得很近，正負電荷互相吸引。電容器以這種方式儲存電荷。4、在電路圖中，電容器用表示。二、電容

1、定義：電容器所帶電荷量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。4、物理意義：反映了電容器容納電荷的本領(lǐng)。3、單位：法拉（F）、微法（μF）、皮法（pF）

2、定義式：三、平行板電容器探究:影響平行板電容器電容大小的因素。實驗表明：d不變時，S越大電容C越大；

S不變時，d越小電容C越大；

d、S都不變時，插入介質(zhì)電容C增大εr稱為電介質(zhì)的相對介電常數(shù)。（真空中的相對介電常數(shù)為1，空氣中的與1十分相近）結(jié)論：C=4πkdεrS決定式（與自身有關(guān)的因素：兩極板間的正對面積S、兩極板間距d、電介質(zhì)）四、常用電容器固定電容器可變電容器

電容器的耐壓值----擊穿電壓

你能從圖中獲得什么信息?思考與討論:1,平行板電容器充電后,繼續(xù)保持與電源相連接,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,電容所帶電量Q,兩極板間的電場強度E將如何變化?

2,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?注：若兩板始終與電源連接——U保持不變?nèi)舫潆姾笈c電源斷開——Q保持不變1.8《帶電粒子

在電場中的運動》教學目標（一）知識與技能1．了解帶電粒子在電場中的運動——只受電場力，帶電粒子做勻變速運動。2．重點掌握初速度與場強方向垂直的帶電粒子在電場中的運動(類平拋運動)。3．知道示波管的主要構(gòu)造和工作原理。（二）過程與方法

培養(yǎng)學生綜合運用力學和電學的知識分析解決帶電粒子在電場中的運動。（三）情感態(tài)度與價值觀1．滲透物理學方法的教育：運用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素，不計粒子重力。2．培養(yǎng)學生綜合分析問題的能力，體會物理知識的實際應用。重點：帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)規(guī)律難點：帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題及應用。帶電粒子在電場中的運動１、動力學方法：一、帶電粒子在電場中的加速ABUdE+Fv由牛頓第二定律：由運動學公式：初速度不為零呢？只適用于勻強電場2、動能定理：ABUdE+v由動能定理：也適用于非勻強電場一、帶電粒子在電場中的加速1、下列粒子由靜止經(jīng)加速電壓為U的電場加速后，

哪種粒子動能最大（）哪種粒子速度最大（）

A、質(zhì)子B、電子

C、氘核D、氦核

例與練與電量成正比與比荷平方根成正比2、如圖所示，M、N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，質(zhì)量為m、電量為+q的帶電粒子，以極小的初速度由小孔進入電場，當M、N間電壓為U時，粒子到達N板的速度為v，如果要使這個帶電粒子到達N板的速度為2v

，則下述方法能滿足要求的是（）

A、使M、N間電壓增加為2U

B、使M、N間電壓增加為4U

C、使M、N間電壓不變，距離減半

D、使M、N間電壓不變，距離加倍例與練MNUd+v與電壓平方根成正比3、如圖M、N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，質(zhì)量為m電量為-q的帶電粒子，以初速度V0由小孔進入電場，當M、N間電壓為U時，粒子剛好能到達N板，如果要使這個帶電粒子能夠到達M、N兩板間距的1/2處返回，則下述方法能滿足要求的是（）

A、使初速度減半

B、使M、N間電壓加倍

C、使M、N間電壓提高4倍

D、使初速度和M、N間電壓都加倍例與練MNUd-v04、如圖所示的電場中有A、B兩點，A、B的電勢差UAB＝100V，一個質(zhì)量為m=2.0×10-12kg、電量為q=-5.0×10-8C的帶電粒子，以初速度v0=3.0×103m/s由A點運動到B點，求粒子到達B點時的速率。（不計粒子重力）例與練A-v0Bq為負5、如圖所示，A、B為平行金屬板電容器，兩板間的距離為d，在A板的缺口的正上方距離為h的P處，有一靜止的、質(zhì)量為m、帶電量為+q的液滴由靜止開始自由落下，若要使液滴不落在B板上，兩板間場強至少為多大？兩板間的電壓U至少為多大？

例與練mgmgqE對全過程由動能定理：二、帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)ld+-----------+++++++++++Uv0q、m二、帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)ld+-----------+++++++++++Uv0q、mF+vv0vyyθ偏轉(zhuǎn)角側(cè)移二、帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)類平拋運動與粒子比荷q/m成正比與粒子初速度v0平方成反比與電場的屬性U、l、d有關(guān)二、帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)與粒子比荷q/m成正比與粒子初速度v0平方成反比與電場的屬性U、l、d有關(guān)類平拋運動6、質(zhì)量為m、帶電量為q的粒子以初速度v從中線垂直進入偏轉(zhuǎn)電場，剛好離開電場，它在離開電場后偏轉(zhuǎn)角正切為0.5，則下列說法中正確的是（）

A、如果偏轉(zhuǎn)電場的電壓為原來的一半，則粒子離開電場后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25B、如果帶電粒子的比荷為原來的一半，則粒子離開電場后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25C、如果帶電粒子的初速度為原來的2倍，則粒子離開電場后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25D、如果帶電粒子的初動能為原來的2倍，則粒子離開電場后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25例與練偏轉(zhuǎn)角正切與比荷成正比偏轉(zhuǎn)角正切與初動能成反比偏轉(zhuǎn)角正切與電壓成正比7、質(zhì)子(質(zhì)量為m、電量為e)和二價氦離子(質(zhì)量為4m、電量為2e)以相同的初動能垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場中，離開電場后，它們的偏轉(zhuǎn)角正切之比為

，側(cè)移之比為

。

例與練與電量成正比與電量成正比8、三個電子在同一地點沿同一直線垂直飛入偏轉(zhuǎn)電場，如圖所示。則由此可判斷（）

A、b和c同時飛離電場

B、在b飛離電場的瞬間，a剛好打在下極板上

C、進入電場時，c速度最大，a速度最小

D、c的動能增量最小，

a和b的動能增量一樣大

例與練析與解9、如圖，電子在電勢差為U1的加速電場中由靜止開始加速，然后射入電勢差為U2的兩塊平行極板間的電場中，入射方向跟極板平行。整個裝置處在真空中，重力可忽略。在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下，下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角θ變大的是（）A、U1變大、U2變大B、U1變小、U2變大C、U1變大、U2變小D、U1變小、U2變小例與練析與解對加速過程由動能定理：對偏轉(zhuǎn)過程由偏轉(zhuǎn)角正切公式：與粒子的電量q、質(zhì)量m無關(guān)10、如圖所示，二價氦離子和質(zhì)子的混合體，經(jīng)同一加速電場加速后，垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場中，偏轉(zhuǎn)后，打在同一熒光屏上，則它們（）

A、側(cè)移相同

B、偏轉(zhuǎn)角相同

C、到達屏上同一點

D、到達屏上不同點例與練與粒子的電量q、質(zhì)量m無關(guān)11、試證明：帶電粒子垂直進入偏轉(zhuǎn)電場，離開電場時就好象是從初速度所在直線的中點沿直線離開電場的。

例與練θx12、如圖所示，有一電子(電量為e、質(zhì)量為m)經(jīng)電壓U0加速后，沿平行金屬板A、B中心線進入兩板，A、B板間距為d、長度為L，A、B板間電壓為U，屏CD足夠大，距離A、B板右邊緣2L，AB板的中心線過屏CD的中心且與屏CD垂直。試求電子束打在屏上的位置到屏中心間的距離。例與練析與解電子離開電場，就好象從中點沿直線離開的：θ對加速過程由動能定理：13、質(zhì)量為1×10-25kg