高二物理选修 第一章 静电场 教案.docx

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高二物理选修第一章静电场教案

高二物理选修3-1第一章静电场

1、电荷及其守恒定律

a、摩擦起电：

b、静电感应：

本质都是微观带电粒子在在物体之间和物体内部的转移。

c、电荷守恒定律：

大量事实表明，电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移过程中，电荷的总量保持不变。

d、元电荷：

电荷的多少叫电荷量；迄今为止，科学家发现的最小电荷量就是电子所带的电荷量。

人们把这个最小的电荷量叫做元电荷，用e表示，所有带电体的电荷量都是e的整数倍，电荷量是不能连续变化的物理量。

e可取1.60×10-19C；电子的电荷量e与电子的质量me之比，叫做电子的比荷。

2、库仑定律

a、库仑定律：

真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

F=kq1q2/r2其中，静电力常量k=9.0×109Nm2/C2

b、电荷间这种相互作用力叫做静电力或库仑力。

点电荷的理解。

与万有引力的区别。

c、带电金属球接触后等分电量；

3、电场强度

a、法拉第提出的观点：

电荷的周围存在着由它产生的电场，处在电场中的其他电荷受到的作用力就是这个电场给予的；

b、电场和磁场是一种客观存在，并且是互相联系的，统称为电磁场；变化的电磁场以光速在空间传播，它和实物一样具有能量和动量，因而场和实物是物质存在的两种不同形式。

只有在研究运动的电荷，特别是运动状态迅速变化的电荷时，电磁场的实在性才凸显出来。

c、静止电荷产生的电场，称为静电场。

d、试探电荷在电场中某点受到的力F与试探电荷的电荷量q成正比，F=Eq，E是比例常数，也即电场强度，反映电场在这点的性质，与q无关。

e、点电荷的电场强度计算与电场强度的叠加（电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和）

f、电场线可以形象地描述电场强度的大小和方向。

电场线有以下几个特点：

①电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷；

②电场线在电场中不相交；

③在同一幅图中，电场强度较大的地方电场线较密，电场强度较小的地方较疏。

g、匀强电场：

电场中各点电场强度的大小相等，方向相同。

4、电势能和电势

a、在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关；这个结论在非匀强电场中也是适用的。

b、电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能，记作Ep。

可以类比重力势能。

c、静电力做的功等于电势能的减少量。

WAB=EpA-EpB

d、电荷在某点的电势能等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功。

e、电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势，是个标量。

φ=Ep/q

f、沿着电场线方向电势逐渐降低。

g、电场中电势相同的点构成的面叫做等势面。

电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。

5、电势差

a、电场中两点间电势的差值叫做电势差，也叫电压。

UAB=φA-φB

6、电势差与电场强度的关系

a、匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积；

UAB=Ed

b、类比公式W=qU，W=Fd=qEd

7、静电现象的应用

a、处于静电平衡状态的导体，内部的电场处处为0；

b、处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面是个等势面。

c、导体上电荷分布的特点：

（1）导体内部没有电荷，电荷分布在导体的表面；

（2）在导体外表面，越尖锐的位置电荷的密度（单位面积的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷。

d、尖端放电、静电屏蔽的理解。

8、电容器的电容

C=Q/U

C=

电容单位法拉，简称法，符号F。

接通电源时，U不变；断开电源时，Q不变。

9、带电粒子在电场中的运动

a、带电粒子的加速

b、带电粒子的偏转

牛刀小试

1、关于摩擦起电和感应起电，以下说法正确的是  （       ）  

A．摩擦起电是因为电荷的转移，感应起电是因为产生电荷  

B．摩擦起电是因为产生电荷，感应起电是因为电荷的转移  

C．不论摩擦起电还是感应起电都是电荷的转移  

D．以上说法均不正确

2、避雷针能起到避雷作用，其原理是（      ） 

A．尖端放电     B．静电屏蔽     

C．摩擦起电      D．同种电荷相互排斥  

3、真空中有两个点电荷，它们间的静电力为F，如果保持它们所带的电量不变，将它们之间的距离增大为原来的2倍，它们之间作用力的大小等于（     ） 

A.F        B.2F        C.F/2        D.F/4 

4、电场强度的定义式E=F/q 可知，在电场中的同一点（       ） 

A、电场强度E跟F成正比，跟q成反比 

B、无论检验电荷所带的电量如何变化，F/q始终不变 

C、电荷在电场中某点所受的电场力大，该点的电场强度强。

D、一个不带电的小球在P点受到的电场力为零，则P点的场强一定为零

5、关于于电场，下列叙述正确的是（      ） 

A．以点电荷为圆心，r为半径的球面上，各点的场强都相同 

B．正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场强 

C．在电场中某点放入检验电荷q，该点的场强为E=F/q，取走q后，该点场强不变 

D．电荷所受电场力大，该点电场强度一定很大

6、下图所示为电场中的一条电场线，A、B为其上的两点，以下说法正确的是（      ） 

A、EA与EB一定不等，φA与jφB一定不等    

B、EA与EB可能相等，φA与jφB可能相等                                                            

C、EA与EB一定不等，φA与jφB可能相等 

D、EA与EB可能相等，φA与jφB一定不等

7、如图所示，实线表示匀强电场的电场线.一个带正电荷的粒子以某一速度射入匀强电场，只在电场力作用下，运动的轨迹如图中的虚线所示，a、b为轨迹上的两点.若a点电势为φa ，b点电势为φb ，则（           ） 

A.场强方向一定向左，且电势φa >φb   

B.场强方向一定向左，且电势φa <φb  

C.场强方向一定向右，且电势φa >φb   

D.场强方向一定向右，且电势φa <φb

8、带电粒子经加速电场加速后垂直进入两平行金属板间的偏转电场，要使它离开偏转电场时偏转角增大，可采用的方法有（        ） 

A.增加带电粒子的电荷量       

 B.增加带电粒子的质量 

C.增高加速电压                

D.增高偏转电压

9、两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示。

接通开关K，电源即给电容器充电，则（    ） 

A. 保持K接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小 

B. 保持K接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大 

C. 断开K，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小 

D. 断开K，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差增大

10、用丝线吊一质量为m，带电量为-q的小球，置于水平方向的电场中，如图所示，静止时悬线与竖直方向夹角是300，则该电场的场强E=                ，方向为           。

11、一个平行板电容器，电容为200pF，充电后两板间电压为100V，则电容 器的带电量是_________，保持电容器与电源相连，将两板间距离减半，则电容器的带电________

12、水平放置的A、B两平行金属板相距h，上板A带正电，现有质量为m，带电量为+q的小球在B板下方距离为H处，以初速度v0竖直向上从B板小孔进入板间电

场，欲使小球刚好打到A板，A、B间电势差为多少？

13、在电场强度为E方向水平向右的匀强电场中，用一根长为L的绝缘细杆（质量不计）固定一个质量为m的电量为q带正电的小球，细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动。

现将杆从水平位置A轻轻释放，在小球运动到最低点B的过程中. 求:

（1）电场力对小球作多少功？

 小球的电势能如何变化？

（2）A、B两位置的电势差多少？

（3）小球到达B点时的速度多大？

（4）在最低点时绝缘杆对小球的作用力？

14、如图所示，水平放置的两块平行金属板A、B之间有一匀强电场，一个带正电的微粒P恰好能悬浮在板间处于静止状态：

（1）如果微粒P所带电量为q，质量为m，求板间的场强大小和方向？

（2）如果将另一点电荷-q放在电场中的M点，它受到的电场力多大，方向如何？

14、如下图所示，在竖直放置的足够大的铅屏A的右表面上贴 着射线（即电子）放射源P，已知射线实质为高速电子流，放射源 放出的粒子射向各个方向速度为v0＝1.0×107

m/s。

足够大的荧光屏 M与铅屏A平行放置，相距d ＝2.0×10-2m，其间有水平向左的匀强 电场，电场强度大小E＝2.5×104N/C。

已知电子电量e＝1.6×10-19C 

电子质量取m＝9.0×10-31kg。

求：

（1）电子到达荧光屏M上的动能。

（2）荧光屏上的发光面积。

15、如图所示为真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出（初速度不计），经灯丝与A板间的加速电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入由两块平行金属板M、N形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入偏转电场时的速度与电场方向垂直，电子经过偏转电场后打在荧光屏上的P点。

已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L1，板右端到荧光屏的距离为L2，电子质量为m，电荷量为e。

求：

（1）

电子穿过A板时的速度大小； 

（2）电子从偏转电场射出时的侧移量； 

（3）P点到O点的距离。

1、发现通电导线周围存在磁场的科学家是（）

A、洛仑兹B、库仑C、法拉第D、奥斯特

2、带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用．下列表述正确的是（）

3、

4、楼道里，夜间只是偶尔有人经过，电灯总是亮着会浪费电能。

科研人员利用光敏材料制成“光控开关”，天黑时自动闭合；天亮时自动断开。

利用声敏材料制成“声控开关”，当有人走动发出声音时，自动闭合；无人走动时，自动断开。

若将这两个开关配合使用（如图1），就可以使楼道灯变得“智能化”，这种“智能”电路正确的是（）

5、一般家庭的卫生间都要安装照明灯和换气扇。

使用时，有时需要各自独立工作，有时需要它们同时工作。

评价下图所示的电路，你认为符合上述要求的是（）

6、在做“探究串联电路中的电压规律”的实验时，有多个灯泡可供选择，小明把两只灯泡L1、L2串联起来接到电源上，如图所示：

当分别把电压表连在图中AB两点、BC两点及AC两点时，闭合开关后测得的数据是：

UAB= 0，UBC= 12V，UAC =12V，

则故障可能是                         。

故障排除后，实验正常进行，通过测量得到了两组实验数据如下表：

分析两组实验数据，可得出的结论：

   。

本实验设计你认为有什么不合理或可以改进的地方吗？

若有，请加以说明（若是电路改进则填写在下边虚线框内）．