吉林省伊通滿族自治縣高中物理第一章靜電場（課件學案）（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 教學內(nèi)容 教師個案 學生筆記 學 習 目 標 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： 通過演示實驗是學生生進一步認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)的學習培養(yǎng)學生從微觀的角度認識物體帶點的本質(zhì)。 學 習 重 點 電荷守恒定律。 學 習 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。 學 習 方 法 自主—合作—探究 學 習 過 程 學 習 過 程 學 習 過 程 一、自主學習 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家測定的？ . 二.合作探究 1. 初中學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）什么是靜電感應和感應起電？感應起電的實質(zhì)什么呢？ 靜電感應：當一個帶電體 導體時，可以使導體帶電的現(xiàn)象，叫做靜電感應。 感應起電：利用靜電感應使金屬導體帶電的過程。 　　 實質(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 種電荷，遠端感應 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家測定的？ （4）什么是比荷？電子的比荷是多少？ 三、當堂檢測 1．下列說法正確的是 （ ） A．摩擦起電和靜電感應都是使物體正負電荷分開，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，這是因為（ ） 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體MN，在其兩端下面都懸掛著金屬驗電箔．若使帶負電的絕緣金屬球A靠近導體的M端，可能看到的現(xiàn)象是（ ） A．只有M端驗電箔張開，且M端帶正電 B．只有N端驗電箔張開，且N端帶負電 C．兩端的驗電箔都張開，且左端帶負電，右端帶正電 D．兩端的驗電箔都張開，且左端帶正電，右端帶負電 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 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 金屬導體內(nèi)部特征 2 感應起電 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 內(nèi) 容 教師個案 學生筆記 學 習 目 標 1.知識與技能： ?。?）、掌握庫侖定律通過實驗。 　 （2）、會用庫侖定律的公式進行有關(guān)的計算。 　 （3）、了解庫侖扭稱實驗。 2.過程與方法： 通過演示實驗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)學生的觀察和探索能力。 學 習 重 點 掌握庫侖定律 學 習 難 點 會用庫侖定律的公式進行有關(guān)的計算 學 習 方 法 自主—合作—探究 學 習 過 程 學 習 過 程 學 習 過 程 一、自主學習 　1、探究影響電荷間相互作用力的因素 　 閱讀演示課本P5實驗，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 　　法國物理學家?guī)靵鲎隽舜罅繉嶒?，?785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"點電荷"應該怎樣理解？在什么條件下可以把帶電體看成點電荷？ 　　 2、在你學過的物理概念中，哪一個概念與"點電荷"類似？ 練習、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 .足夠小的電荷就是點電荷． 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 3、庫侖的實驗 　　閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，了解庫侖的實驗過程，體會實驗構(gòu)思的巧妙，實驗器材（庫侖扭秤，多媒體展示）的設(shè)計，規(guī)律的推導過程等。 思考： 　　（1）庫侖扭秤的實驗裝置是怎樣的？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)學表達式，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］真空中有三個點電荷，它們固定在邊長50cm的等邊三角形的三個頂點上，每個點電荷都是+2×10-6C，求他們各自所受的庫侖力。 　　 　 三、隨堂檢測 1、 關(guān)于點關(guān)于點電荷的說法，正確的是（ ） A．只有體積很小的帶電體才能看作點電荷 B．體積很大的帶電體一定不能看成點電荷 C．當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電荷 D．一切帶電體都可以看成是點電荷 2、 真空中有兩個點電荷，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.當真空中兩個電荷間距離r→∞時，它們間的靜電力F→0 B.當真空中兩個電荷間距離r→0時，它們間的靜電力F→∞ C.當兩個電荷間的距離r→∞時，庫侖定律的公式就不適用了 D.當兩個電荷間的距離r→0時，電荷不能看成是點電荷，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 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 2 質(zhì)點實際存在嗎 想一想 通過與質(zhì)點相類比 你能說出出什么樣的情況下可以將帶電體看成是點電荷呢 一 點電荷 1 點電荷 當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 這樣的電荷稱為點電荷 2 點電荷 是一種理想化的模型 質(zhì)點 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 形狀可以忽略不計的理想物體 用來代替物體的有質(zhì)量的點稱為質(zhì)點 是物理學的一個理想化模型 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 實驗定性 用文字語言進行相關(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 庫侖的實驗 實驗裝置 庫侖扭秤 實驗方法 控制變量法微笑放大法 實驗結(jié)論 庫侖定律 當電量不變時 F與距離r的二次方成反比F 當之間距離不變時 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電荷的連線 2 表達式 其中 k叫靜電力常量 k 9 0 109N m2 C2 三 庫侖定律 注意 1 在計算時q1 q2只要代入大小 號不要代入 2 庫侖定律只能計算庫侖力的大小 方向在連線上 還需進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 點電荷是一種理想模型 真正的點電荷是不存在的B 點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r0時 F 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 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 真空中有三個點電荷 它們固定在邊長為50cm的等邊三角形的三個頂點上 每個點電荷都是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 點電荷 一個公式 一種物理實驗方法 控制變量法 課堂小結(jié) 第3節(jié)電場強度 三 維 目 標 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)學生會分析和處理電場問題的一般辦法。 學 習 重 點 電場強度的概念及其定義式 學 習 難 點 對電場概念的理解、應用電場的疊加原理進行簡單的計算。 學 習 方 法 自主——探究——合作 學 習 過 程 學 習 過 程 1、 自主學習 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在某點受到的靜電力大小為F，則該點的電場強度E= 。電場強度簡稱 ，在國際單位制中，其單位為 ，符號為 。 物理學中，規(guī)定電場中某點的電場強度的方向 【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電荷、單個負點電荷的電場線分布圖。 【問題5】什么是勻強電場？勻強電場的電場線有哪些特點？ 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：甲同學說：“由電場強度的定義 可知，E跟F成正比，E跟q成反比。”乙同學說：“電場強度E跟q、F無關(guān)?！闭堈f出你們小組的觀點。如果以檢驗電荷q的帶電量值為橫軸，它在電場中A點受到的靜電力F為縱軸畫出直角坐標系，你認為F與q的關(guān)系圖線應是什么樣的曲線？ 【問題3】電場強度是如何描述電場的強弱和方向的？ 【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、新知應用(多媒體展示) 1.在電場中某點放一試探電荷，其電荷量為q，試探電荷受到的電場力為F，則該點電場強度為E=F/q，那么下列說法是否正確 A、若移去試探電荷q，該點的電場強度就為零 B、若在該點放一個電荷量為2q的試探電荷，該點的場強就變?yōu)镋/2 C、若在該點放一個電荷量為-2q的試探電荷，則該點的場強大小仍為E，但電場強度的方向變?yōu)樵瓉硐喾吹姆较? 2.電場中有一點P，下列哪些說法正確的是（ ） A.若放在P點的試探電荷的電量減半，則P點 　的場強減半。 B.若P點沒有試探電荷，則P點的場強為零。 C.P點的場強越大，則同一電荷在P點受到的 　電場力越大。 D.P點的場強方向為試探電荷在該點的受力方向 四、當堂檢測 1．真空中兩個等量異種點電荷電量的值均為q，相距r，兩點電荷連線中點處的場強為 [ ] 　　A．0 B．2kq／r2 　　C．4kq／r2 D．8kq／r2 2．如圖6，正點電荷Q的電場中，A點場強為100N／C，C點場強為36N/C，B是AC的中點，則B點的場強為________N／C． 3．真空中有一電場，在電場中的P點放一電量為4.0×10-9C的檢驗電荷，它受到的電場力為2.0×10-5N，則P點的場強為________N／C；把檢驗電荷電量減小為2.0×10-9C，則該電荷在P點受到的電場力為__________N 4.場電荷Q=2×10-4C，是正點電荷；試探電荷q=2×10-5C，是負電荷，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點的場強EB； （3）只將q換為q，=4×10-5C的正點電荷，再求q’受力及B點的場強； （4）將試探電荷拿去后再求B點場強。 5.真空中兩個正點電荷A、B所帶電量皆為Q，且相距為r,則距離A為r/3處的P點的電場強度為多少？ 五、小結(jié) 六、反思質(zhì)疑 - 5 - 電場電場強度 電場強度 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間是通過電場實現(xiàn)相互作用的 請用場的觀點來說明電荷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 或稱為檢驗電荷 Q 電場強度 a 定義 放入電場中某一點的電荷受到的電場力F跟它的電量q的比值叫該點的電場強度 簡稱場強 用E表示 b 表達式 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)定與正電荷在該點的受力方向相同 E為矢量 e 理解 場強反映電場力的性質(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 理解訓練 在電場中某點放一試探電荷 其電荷量為q 試探電荷受到的電場力為F 則該點電場強度為E F q 那么下列說法是否正確 A 若移去試探電荷q 該點的電場強度就為零B 若在該點放一個電荷量為2q的試探電荷 該點的場強就變?yōu)镋 2C 若在該點放一個電荷量為 2q的試探電荷 則該點的場強大小仍為E 但電場強度的方向變?yōu)樵瓉硐喾吹姆较?A B C都錯誤 1 真空中點電荷電場的場強公式 決定式 適用于真空點電荷的電場 特例 真空中點電荷電場強度 提示 利用場強的定義式和庫侖定律推導 正點電荷電場中某點電場強度方向沿連線背離 Q 負點電荷電場中某點電場強度方向沿連線指向 Q 2 點電荷周圍電場強度的方向 勻強電場 如果電場中各點電場強度的大小相等 方向相同 這個電場就叫勻強電場 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 1 電場強度是矢量 合成應遵循平行四邊形法則 電場強度的疊加 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 電荷量相等的點電荷產(chǎn)生的電場相同 1 電場中有一點P 下列哪些說法正確的是 A 若放在P點的試探電荷的電量減半 則P點的場強減半 B 若P點沒有試探電荷 則P點的場強為零 C P點的場強越大 則同一電荷在P點受到的電場力越大 D P點的場強方向為試探電荷在該點的受力方向 C 課堂訓練 答案 1 F 9N 2 EB 4 5 105N C 3 18N EB 4 5 105N C 4 EB 4 5 105N C 習題 習題 3 如圖所示 點電荷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A的場強EA 2 求場強為0的點位置 答案 1 EA 8kq2 r2 2 離q距離為r 4 電場線 1 引入 英國物理學家法拉第首先引入了電場強度的圖象 他在電場中畫了一些曲線 使曲線上每一點的切線方向都跟該點的場強方向一致 這些曲線就叫做電場線 請看仔細了 請看仔細了 正點電荷的電場線 負點電荷的電場線 常見的電場線 發(fā)散狀 會聚狀 等量同號正點電荷電場的電場線 等量異號點電荷電場的電場線 常見的電場線 相吸狀 排斥狀 常見的電場線 勻強電場的場強處處相等 勻強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處 終止于無限遠處或負電荷 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 實際電場中并不存在 4 電場線上每一點的切線方向和該點的場強方向一致 特點 a 離點電荷越近 電場線越密 場強越大b 以點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1 正點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 負點電荷的電場線分布的平面圖 起始無窮遠處 終止于負電荷 在以負點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來 3 兩個等量異種點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 a 沿點電荷的連線 場強先變小后變大 b 兩點電荷連線中垂面 中垂線 上 場強方向均相同 且總與中垂面 中垂線 垂直 c 在中垂面 中垂線 上 與兩點電荷連線的中點0等距離各點場強相等 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 等量同種點電荷形成的電場中電場中電場線分布情況 特點 a 兩點電荷連線中點O處場強為0b 兩點電荷連線中點附近的電場線非常稀疏 但場強并不為0c 兩點電荷連線的中點到無限遠電場線先變密后變疏 d 在中垂面 中垂線 上 與兩點電荷連線的中點0等距離各點場強大小相等 起始于正電電荷 終止于無窮遠處 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 這個電場只能是負電荷的電場B 點電荷q在A B兩處受到的電場力FB FAC 點電荷q在A B兩處的加速度大小 aA aB 不計重力 D 負電荷在B點處受到的電場力方向沿B點切線方向 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 所以是勻強電場 故EA EBC A點電場方向一定由A指向BD AB兩點的場強方向不能確定 C 例3 正檢驗電荷q在電場中P點處開始向Q點作減速運動 且運動的加速度值越來越小 重力不計 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 點電荷是正電荷 位置在B側(cè)B 點電荷是正電荷 位置在A側(cè)C 點電荷是負電荷 位置在A側(cè)D 點電荷是負電荷 位置在B側(cè) B 第4節(jié)電勢能和電勢 三 維 目 標 1.知識與技能： ?。?）、理解靜電力做功的特點、電勢能的概念、電勢能和電場力做功的關(guān)系。 ?。?）、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。 學 習 重 點 理解掌握電勢能、電勢、等勢面的概念及意義 學 習 難 點 掌握電勢能和做功的關(guān)系，并能用此解決相關(guān)問題。 學 習 方 法 自主——探究——合作 學 習 過 程 學 習 過 程 1、 自主學習 (一)、靜電力做功的特點 （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)電勢是標量，單位：伏特，簡稱伏，用V表示，1V=1J／C。 (3)在離場源無窮遠處電勢為0：正電荷電場中，處處電勢為正。負 電荷電場中，處處電勢為負。 (4)沿電場線方向，電勢降低。 4、等勢面： （1）定義 （2）特點 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。 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， 靜電力做負功電勢能增加。 3、電勢 (1)電勢定義：φ=Ep/q。 (2)電勢是標量，單位：伏特，簡稱伏，用V表示，1V=1J／C。 (3)在離場源無窮遠處電勢為0：正電荷電場中，處處電勢為正。負電荷電場中，處處電勢為負。 (4)沿電力線方向，電勢降低。 4、等勢面：電場中電勢相等的點構(gòu)成的面 （1）在同一等勢面上的任意兩點間移動電荷，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的大小 三、新知應用（多媒體展示） 4、 當堂檢測 1、將帶電量為6×10-6C的負電荷從電場中的A點移到B點，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點的電勢能為零，則該電荷在B點和C點的電勢能分別為多少？ （3）如果規(guī)定B點的電勢能為零，則該電荷在A點和C點的電勢能分別為多少？ 2、如果把q=1.0×10-8C的電荷從無窮遠處移至電場中的A點，需克服電場力做功W=1.2×10-4J.那么 ⑴ q在A點的電勢能和在A點的電勢各是多少？ ⑵ q未移入電場前A點的電勢是多少 ？ 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由靜止釋放 將如何運動 在電場力作用下電荷做加速運動 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A具有的電勢能EP等于將該點電荷由A點移到電勢零點電場力所做的功W的 即EP W 5 電勢能有正負 卻是標量 正負表示該點的電勢能比零點的電勢能的高低 下列說法中正確的是 A 當兩正點電荷相互靠近時 它們的電勢能增大B 當兩負點電荷相互靠近時 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點移到B點時 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的負電荷從電場中的A點移到B點 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點的電勢能為零 則該電荷在B點和C點的電勢能分別為多少 3 如果規(guī)定B點的電勢能為零 則該電荷在A點和C點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 一帶電油滴在勻強電場E中的運動軌跡如圖虛線所示 電場方向豎直向下 若不計空氣阻力 則此帶電油滴從a運動到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) 標量 3 相對性 一般選取無窮遠或大地電勢為零 1J C 1V 2 EP及q含符號 4 沿電場線 場強 方向電勢越來越低 5 正電荷的電場中電勢為正 負電荷的電場中電勢為負 A B 7 電勢是標量 在規(guī)定了零電勢后 電場中各點的電勢可以是正值 也可以是負值 正值表示該點電勢比零高 負值表示該點電勢比零低 6 如圖所示 點電荷的靜電場中電場線用實線表示 但其方向未標明 虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運動軌跡 a b是軌跡上的兩點 若帶電粒子在運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兩點的受力方向C 帶電粒子在a b兩點的速度何處較大D 帶電粒子在a b兩點的電勢能何處較大 BCD 7 如圖所示 是負點電荷產(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點的加速度一定在b點的加速度 帶電粒子在a點的電勢能一定在b點的電勢能 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 其運動軌跡如圖實線KLMN所示 由圖可知 粒子從K到L的過程中 電場力做負功粒子從L到M的過程中 電場力做負功粒子從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的電荷從無窮遠處移至電場中的A點 需克服電場力做功W 1 2 10 4J 那么 q在A點的電勢能和在A點的電勢各是多少 q未移入電場前A點的電勢是多少 10 如圖所示 電場中有A B兩點 則下列說法中正確的是 A 電勢 A B場強EA EBB 電勢 A B場強EAEpB BC 2 幾種常見的等勢面 1 定義 電場中電勢相同的各點構(gòu)成的面 叫做等勢面 1 在同一等勢面上的任意兩點間移動電荷 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 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 等勢面上各點的場強大小相等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 且ab ac 現(xiàn)將一負電荷由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的電荷從無限遠處移到圖示電場中的A點時 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 乙是等量同號點電荷的電場線分布圖 AOB是兩點電荷的連線的垂直平分線 O是連線中點 1 在甲圖中 把單位正試探電荷從O點沿OA移動到無限遠處 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點沿OA移動到無限遠處 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 電場力做負功 電勢能增加