高二物理選修3-1靜電場課件

第一章靜電場第一節(jié)電荷及其守恒定律第一章靜電場第一節(jié)電荷及其守恒定律1一、電荷：1正電荷：用絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷P22負電荷：把用毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷P23相互作用：同種電荷，異種電荷。思考：為什么自然界沒有第三種電荷？相互排斥相互吸引一、電荷：相互排斥相互吸引2高二物理選修3-1靜電場ppt課件3二、起電的三種方式：1.摩擦起電：

兩個物體相互摩擦時，一些束縛得不緊的電子往往從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，于是原來電中性的物體由于得到電子而帶負電，失去電子的物體則帶正電。P2實質(zhì)：電子的轉(zhuǎn)移！2.感應起電：二、起電的三種方式：4當一個帶電體靠近導體時，由于電荷間相互吸引或排斥，導體中的自由電荷便會趨向或遠離帶電體，使導體靠近帶電體的一端帶異號電荷的現(xiàn)象。P3實質(zhì)：電荷的重新分布！3.接觸起電：相互接觸的物體帶上電荷的現(xiàn)象當一個帶電體靠近導體時，由于電荷間5實質(zhì)：電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體！實質(zhì)：電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體！6二、電荷守恒定律：大量事實表明：電荷既不會創(chuàng)生，也不會消滅，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，電荷的總量保持不變。P4或一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變。P4二、電荷守恒定律：7三、元電荷：1.電量q：

電荷的多少叫電荷量。簡稱電量。

單位：庫侖（符號C）2.元電荷e:最小的電荷量。

e=1.60×10-19C(密立根油滴實驗）電子：e=－1.60×10-19C質(zhì)子：e=＋1.60×10-19C※一切帶電體所帶電量都是元電荷的整數(shù)倍電荷量是不能連續(xù)變化的物理量三、元電荷：83.電子的比荷:電子的電荷量e與電子的質(zhì)量me之比.3.電子的比荷:9第一章靜電場第二節(jié)庫侖定律第一章靜電場第二節(jié)庫侖定律10思考：電荷之間作用力的大小決定于哪些因素呢？1.實驗裝置：2.實驗方法：控制變量法。3.通過絲線偏離豎直方向的角度來顯示力的大小。4.結(jié)論：①距離不變時，電量Q越大，作用力F越大②電量不變時，距離r越大，作用力F越小思考：1.實驗裝置：2.實驗方法：控制變量法。3.通過絲線偏11一、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.電荷間這種相互作用力叫做靜電力或庫侖力。1.大小：靜電力常量k=9.0×109N·m2/C22.方向：在兩電荷的連線上一、庫侖定律：靜電力常量k=9.0×109N·m2/C22.124.適用條件：①真空中（空氣中近似成立）②點電荷4.適用條件：13二、點電荷

當帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以致帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對它們之間的作用力的影響可以忽略時，這樣的帶電體就可以看做帶電的點，叫做點電荷。

※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?！c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。（有電量,沒大小的點）二、點電荷（有電量,沒大小的點）14高二物理選修3-1靜電場ppt課件15高二物理選修3-1靜電場ppt課件16第一章靜電場第三節(jié)電場強度第一章靜電場第三節(jié)電場強度17電場電荷A電荷B用場的觀點分析電荷A和B間的相互作用電場電荷A電荷B用場的觀點分析電荷A和B間的相互作用18一、電場的概念：1、帶電體周圍客觀存在的特殊物質(zhì)。

具有質(zhì)量、能量。2、任何帶電體的周圍都存在電場。3、基本性質(zhì)：電場對放入其中的電荷有電場力的作用，這種電荷間的作用總是通過電場進行的。

靜止電荷產(chǎn)生的電場，稱為靜電場！一、電場的概念：19場源電荷（源電荷）試探電荷（檢驗電荷）場源電荷（源電荷）20高二物理選修3-1靜電場ppt課件21放入該點的檢驗電荷的電荷量檢驗電荷受到庫侖力F電場強度E電場中的B點(與場源電荷相距r）q2q電場中的C點(與場源電荷相距R）q2q研究場源電荷A(電荷量為Q）所產(chǎn)生的電場放入該點的檢驗電荷的電荷量檢驗電荷受到庫侖力F電場強度E電場22二、電場強度：1、定義:放入電場中某點的電荷所受的靜電力F跟它的電量q的比值，叫做該點的電場強度。2、定義式：3、單位：牛頓/庫侖（N/C）計算時，若電荷是負電荷只需將它的絕對值代入二、電場強度：計算時，若電荷是負電荷只需將它的絕對值代入234、方向：E的方向跟正電荷在該點所受靜電力F的方向相同，跟負電荷在該點所受靜電力F的方向相反。E是矢量。5、物理意義：是描述電場的力的性質(zhì)的物理量。

能描述該點的電場強弱和方向。4、方向：24注意：（1）為定義式，適用于一切電場。（2）某點的電場強度的大小及方向取決于電場本身（即場源電荷及這點的位置），與檢驗電荷的正負、電量的大小及受到的電場力無關(guān)。具有唯一性。注意：（2）某點的電場強度的大小及方向取決于電場25三、點電荷的電場：1.大?。?.方向：當Q為正電荷時，E的方向沿半徑向外；當Q為負電荷時，E的方向沿半徑向內(nèi)三、點電荷的電場：26適用范圍電荷的意義定義式，適用于一切電場僅對點電荷的電場適用q是檢驗電荷，E與q無關(guān)Q是場源電荷，E與Q成正比和的區(qū)別：適用范圍電荷的意義定義式，適用于一切電場僅對點電荷的電場適用27E+E-E合P＋Q1?Q2E+E-E合P＋Q1?Q228四、電場強度的疊加：1.電場中某點的電場強度為各個點電荷在該點產(chǎn)生的電場強度的矢量和。P12四、電場強度的疊加：292.一個半徑為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、電荷量相等的點電荷產(chǎn)生的電場相同.P12QrPrQP（r>R)2.一個半徑為R的均勻帶電球體（或球殼）在QrPrQP303.電場強度的疊加，應遵循平行四邊形法則。五、電場線：——畫在電場中的一條條有方向的曲線規(guī)定：1.電場線上每一點的切線方向跟該點的場強方向一致。2.電場線的疏密表示場強的大小

3.電場強度的疊加，應遵循平行四邊形法則。31（1）、孤立的點電荷＋正點電荷－負點電荷（1）、孤立的點電荷＋正點電荷－負點電荷32（2）、兩個等量的正、負電荷等量的異種電荷電羽帶異種電荷（2）、兩個等量的正、負電荷等量的異種電荷電羽帶異種電荷33（3）、兩個等量的正電荷電羽帶同種電荷等量的正電荷（3）、兩個等量的正電荷電羽帶同種電荷等量的正電荷341.電場線是假想的,不是真實存在的；2.電場線從正電荷或無窮遠出發(fā)，終止于無窮遠或負電荷；3.電場的疏密程度表示場強的大小，越密的地方越強，越疏的地方越弱；4.電場線不相交、不閉合；1.電場線是假想的,不是真實存在的；35等量的正(同種）電荷(1)連線中點O處的場強為零。(2)從中點O沿中垂面（線）到無限遠，電場線先變密后變疏，即場強先變大后變小.O(3)連線的中垂線上各點的場強方向和該直線平行。等量的正(同種）電荷(1)連線中點O處的場強為零。(2)從中36等量的異種電荷（1）連線上各點的場強方向從正電荷指向負電荷，沿電場線方向場強先變小再變大。連線中點的電場強度最小，但不為零。（2）連線的中垂面（線）上，場強的方向都相同，且與中垂面）線）垂直。.O等量的異種電荷（1）連線上各點的場強方向從正電荷指向負電荷，37六、勻強電場:如果電場中各點電場強度的大小相等、方向相同，這個電場就叫做勻強電場。六、勻強電場:38三個自由點電荷的平衡問題：例題：有兩個帶正電的小球，電荷量分別為Q和9Q，在真空中相距L，如果引入第三個小球，恰好使得三個小球只在它們相互的靜電力作用下都處于平衡狀態(tài)，第三個小球應帶何種電荷，應放在何處，電荷量又是多少？

在例題中，若兩小球帶電荷量分別為Q和-9Q，其他條件不變，則放入的第三個小球的帶電性質(zhì)、帶的電荷量及位置如何？三個自由點電荷的平衡問題：39三個自由電荷，在靜電力作用下處于平衡狀態(tài)，則這三個電荷一定在同一條直線上。規(guī)律：（1）兩邊電荷電性相同，中間電荷電性與兩邊相反，且靠近電荷量較小的一邊；（2）中間電荷電荷量最小。

兩同夾一異，兩大夾一小，近小遠大！三個自由電荷，在靜電力作用下處于平衡40練習：a、b兩個點電荷，相距40cm，電荷量分別為9Q和Q，都是正電荷，現(xiàn)引入點電荷c，這時a、b、c三個電荷都恰好處于平衡狀態(tài)，試問：點電荷c的性質(zhì)是什么？電荷量有多大？它放在什么地方？練習：41P3.4(單選)對于摩擦起電現(xiàn)象，下列說法中正確的（）A.摩擦起電是用摩擦的方法將其他物質(zhì)變成了電荷B.摩擦起電是通過摩擦將一個物體中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移到另一個物體C.通過摩擦起電的兩個原來不帶電的物體，一個帶有等量異種電荷D.通過摩擦起電的兩個原來不帶電的物體，可能帶有同種電荷P3.4(單選)42P3.5(單選)驗電器已經(jīng)帶有正電荷，現(xiàn)將另一帶正電的導體球移近驗電器小球，但不接觸，在移近的過程中，驗電器的金屬箔片間的夾角將（）A.減小B.不變C.增大D.增大后再減小P3.5(單選)43P4.12(雙選)掛在絕緣細線下的兩輕質(zhì)通草球，由于電荷的相互作用或靠近或遠離，如圖所示，則（）A.甲圖中兩球一定帶異種電荷B.乙圖中兩球一定帶同種電荷C.甲圖中至少有一個帶電D.乙圖中兩球至少有一個帶電P4.12(雙選)44P7.4(單選)使兩個帶正電的小球相距一定距離，放在光滑的水平絕緣板上，若同時釋放兩球，則它們的加速度大小之比將（）A.不斷增大B.先增大后減小C.始終保持不變D.不斷減小P7.4(單選)45P7.6(單選)如圖所示，用兩根細繩，把兩個質(zhì)量相等的小球懸掛在同一點上，兩球帶同種電荷，但甲球的電荷量大于乙球的電荷量且兩球處于同一水平線，則α和β的關(guān)系是（）A.α＞βB.α=βC.α＜βD.無法判斷P7.6(單選)46P7.9(單選)兩個分別帶有電荷量－Q和＋3Q的相同金屬小球（均可視為點電荷），固定在相距為r的兩處，它們間庫侖為F，兩小球相互接觸后將其固定距離變?yōu)閞/2，則兩球間庫侖力的大小為（）A.B.C.D.P7.9(單選)47P12.4(單選)關(guān)于電場線的以下說法中，正確的是（）A.電場線上每一點的切線方向都跟電荷在該點的受力方向相同B.沿電場線的方向電場強度越來越小C.電場線越密的地方同一檢驗電荷受的電場力就越大D.在電場中凡是有電場線的地方，場強不為零，不畫電場線的區(qū)域上各點則無電場P12.4(單選)48P12.7(單選)正電荷q在電場力作用下由P向Q做加速運動，并且加速度越來越大，那么可以判定，它所在的電場是下圖中的哪一個（）P12.7(單選)49第一章靜電場第四節(jié)電勢能和電勢第一章靜電場第四節(jié)電勢能和電勢50三、電勢：1.定義：電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值P182.定義式：3.單位:伏特(V)4.物理意義：是描述電場能量性質(zhì)的物理量5.電勢具有相對性6.電勢是標量1V=1J/C(計算時要代入正負號)三、電勢：1V=1J/C(計算時要代入正負號)517.電勢高低的判斷：①沿著電場線方向電勢逐漸降低；②根據(jù)靜電力做功與電勢能變化判斷;正電荷運動時：若電場力做正功，電勢能減少，電勢減少；----------負功，------增加，----增加；負電荷運動時；若電場力做正功，電勢能減少，電勢增加；----------負功，------增加，----減少；

③根據(jù)場源電荷的電場判斷;

正電荷電場中電勢為正，負電荷電場中電勢為負。7.電勢高低的判斷：52四、等勢面：1.定義：電勢相等的點所構(gòu)成的面2.特點：①電場線跟等勢面垂直；②電場線從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面；③在同一等勢面上移動電荷時，靜電力不做功；④等差等勢面的疏密反映了電場的強弱；四、等勢面：53勻強電場的等勢面勻強電場的等勢面54正點電荷的等勢面正點電荷的等勢面55負點電荷的等勢面負點電荷的等勢面56兩個等量正電荷的電場的等勢面若是兩個等量正電荷的連線的中點：電勢最小；即沿著連線電勢先減小再增大。若是兩個等量負電荷的連線的中點：電勢最大；即沿著連線電勢先增大再減小。.O兩個等量正電荷的電場的等勢面若是兩個等量正電荷的連線的中57兩個等量異種電荷的電場的等勢面連線中點的電場強度最小，但不為零。電勢則是沿著電場線降低。中點的電勢為零。中垂線是一條等勢線，其電勢為零兩個等量異種電荷的電場的等勢面連線中點的電場強度最小，但58高二物理選修3-1靜電場ppt課件59問題討論:兩個等勢面能相交嗎?在等勢面上移動電荷,電場力一定不做功?起點和終點在同一等勢面上,電場力做不做功?等勢面上各點,電場強度一定相等?一定不能一定每時每刻都不做功不做功不一定,電勢和電場強度無必然聯(lián)系問題討論:一定不能一定每時每刻都不做功不做功不一定,電勢和電60第一章靜電場第六節(jié)電勢差與電場強度的關(guān)系第一章靜電場第六節(jié)電勢差與電場強度的關(guān)系61ABdEWAB=qEd又∵WAB=q·UAB∴q·UAB=qEdUAB=E·dqE++電荷q從A點移動到B點：ABdEWAB=qEd又∵WAB=q·UAB∴q·UAB62AC++LACEqEWAC=qE·LAC·cosα又∵

WAC=q·UAC∴q·UAC=qE·LAC·cosαUAC=E·LAC·cosαα電荷q從A點移動到C點：=E·dAC++LACEqEWAC=qE·LAC·cosα又∵WA63電荷q從A點移動到B點：ABLABEqE++電荷q從A點移動到C點：AC++LACEqEαUAB=E·dUAC=E·d注意（1）

d是兩點之間在電場方向上的距離（2）U與d要一一對應電荷q從A點移動到B點：ABLABEqE++電荷q從A點移動64結(jié)論一：勻強電場中，兩點間的電勢差，等于電場強度與這兩點沿電場方向的距離的乘積。結(jié)論二：勻強電場中，電場強度等于兩點間的電勢差與兩點沿電場方向距離的比值。UAB=Ed結(jié)論一：UAB=Ed65CAB沿電場線，電勢下降最快AB間和AC間距離相等UAB和UAC的大小關(guān)系？UAB＞

UACCAB沿電場線，電勢下降最快AB間和AC間距離相等UAB和U66結(jié)論一：勻強電場中，兩點間的電勢差，等于電場強度與這兩點沿電場方向的距離的乘積。結(jié)論二：勻強電場中，電場強度等于兩點間的電勢差與兩點沿電場方向距離的比值。結(jié)論三：沿電場線，電勢下降最快。UAB=Ed結(jié)論一：UAB=Ed67電場強度E——此式適用于點電荷所產(chǎn)生的電場。

Q為源電荷。——此式適用于任意電場。q為試探電荷?！耸竭m用于勻強電場。

d為沿電場線的距離。電場強度E——此式適用于點電荷所產(chǎn)生的電場?！耸竭m用于任68電勢差UUAB=E·d此式適用于勻強電場。d為沿電場線的距離。此式適用于任意電場。q為試探電荷。代入公式注意正負號電勢差UUAB=E·d此式適用于勻強電場。此式適69第一章靜電場第九節(jié)帶點粒子在電場中的運動第一章靜電場第九節(jié)帶點粒子在電場中的運動70帶電粒子：1.基本粒子（電子、質(zhì)子等），一般不計重力

2.帶電體（液滴、塵埃、小球等），重力不能忽略一、帶電粒子在勻強電場中處于平衡狀態(tài)∵處于平衡狀態(tài)++++++－－－－－－GF電E－該粒子帶負電帶電粒子：++++++－－－－－－GF電E－該粒子71二、帶電粒子的加速：一個質(zhì)量為m，帶正電荷q的粒子，在電場力作用下由靜止開始從正極板向負極板運動。（不考慮重力）（1）粒子做勻加速直線運動（2）可用公式：動力學：功與能：電學：U?q+-EFd二、帶電粒子的加速