人教版高中物理选修11全套导学案.docx
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人教版高中物理选修11全套导学案
20XX级高二物理选修1-1导学案
课题:
1.1电荷库仑定律
(一)
设计人:
包翠霞审核人:
于孟娟课型:
新授课课时:
1课20XX年9月5日
[学习目标]
1、了解正、负电荷;
2、知道物体带电的三种方式及其实质;
3、掌握电荷守恒定律并能解答问题;
4、了解元电荷的含义。
【自主导学】
1.两种电荷:
(1)物体带电:
物体有了的性质,表明它带了电,或者说有了电荷。
(2)两种电荷
①正电荷:
丝绸摩擦过的叫做正电荷。
②负电荷:
毛皮摩擦过的叫做负电荷。
(3)自由电子和离子:
金属中离原子核最远的往往会脱离的束缚而在金属中自由活动,这种电子叫做;失去电子的原子便成为带电的离子,简称;得到电子的原子便成为带电的离子,简称。
(4)电荷间的相互作用规律:
同种电荷相互,异种电荷相互。
2.物体带电的三种方式:
(1)摩擦起电:
互相摩擦的物体因而发生了,一些束缚力差的电子,于是原来电中性的物体由于得到电子而带电,失去电子的物体则带电。
如:
毛皮摩擦橡胶棒,橡胶棒从而带负电,则毛皮带电;
丝绸摩擦玻璃棒,玻璃棒从而带正电,则丝绸带电。
例1、毛皮与橡胶棒摩擦后,毛皮带什么电荷,为什么?
A.毛皮带正电,因为毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上;
B.毛皮带负电,因为毛皮上的一些负电荷转移到了橡胶棒上;
C.毛皮带正电,因为橡胶棒上的一些电子转移到毛皮上.
D.毛皮带负电,因为橡胶棒上的一些负电荷转移到了毛皮上;
(2)感应起电:
当一个带电体靠近导体时,由于电荷间的相互吸引或排斥,导体中的自由电荷便会或带电体,使导体靠近带电体的一端带,远离的一端带,这种现象叫做静电感应。
利用静电感应使金属导体带电的过程叫做。
如图所示:
1将带正电荷的球C移近导体A时,
A、B上的金属箔将张开。
②感应起电有严格的操作步骤:
1.使带电体C靠近相互接触的两导体A、B;
2.保持C不动,用绝缘工具分开A、B;
3.移走C,则A带电,B带电。
思考:
若先移开C,再分开A、B,那么后来A、B带电情况如何?
规律:
近端感应电荷、远端感应电荷(近异远同)
例2、下图所示的是一个带正电的验电器,
当一个金属球A靠近验电器上的金属小球
B时,验电器中金属箔片的张角减小,则;
A.金属球A可能不带电
B.金属球A一定带正电
C.金属球A可能带负电
D.金属球A一定带负电
(3)接触带电:
①一个物体带电时,电荷之间会相互排斥,如果接触另一个导体,电荷会到这个导体上,使这个导体也带电,这种方式称为。
注意:
接触带电时,两个完全相同的导体球相互接触后把剩余电荷量平分!
例3、导体A带5Q的正电荷,另一完全相同的导体B带Q的负电荷,将两导体接触后再分开,则B导体的带电量为()
A.-QB.QC.2QD.4Q
(4)物体带电的实质:
无论是哪种起电方式,其本质都是将正、负电荷,使电荷发生,并不是创造电荷.
二、电荷守恒定律:
1.内容:
电荷既不能,也不能,只能从一个物体到另一个物体,或者从物体的一部分到另一部分,在转移的过程中,电荷的总量,这个结论叫做电荷守恒定律。
2.另一种表述:
一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和总是的。
3.注意:
(1)电荷守恒定律是自然界最基本的守恒定律之一;
(2)两个物体之间或物体的两部分之间能转移的是;
(3)起电过程实质是物体中正、负电荷的和现象;
(4)电荷的中和现象实质是正、负电荷的过程,但在分离、转移、结合等过程中电荷的总量。
4.电荷量(Q或q)
表示电荷的多少。
单位为,用符号表示。
5.元电荷:
(1)电子所带的电荷是电荷量,人们把这个最小电荷量叫做,用表示,e=,由美国的密立根通过油滴实验测得。
(2)对元电荷的理解:
a.电荷量不能连续变化,因为最小的电荷量为e=1.60×10-19C,
所有带电体的电荷量均为e的整数倍。
b.质子及电子所带电荷量的绝对值与元电荷相等,但不能说它们是元电荷.
例4、下列说法中正确的是()
A.电子和质子都是元电荷;
B.一个带电体的电荷量为205.5倍的元电荷;
C.元电荷是最小的带电单位;
D.元电荷没有正、负之分.
【课堂反思总结】
1.两种电荷:
丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷叫做电荷、毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷叫做电荷.
2.物体带电的三种方式:
;;.
3.带电的实质:
4.电荷守恒定律:
电荷既不能,也不能,只能从转移到,或者从物体的转移到,在转移的过程中,保持不变,这个结论叫做电荷守恒定律。
5.元电荷:
1e=C,密立根通过油滴实验测得。
你还学到了哪些?
【课堂练习】
1、科学家在研究原子、原子核及基本粒子时,为了方便,常常用元电荷作为电量的单位,关于元电荷,下列论述正确的是:
A、把质子或电子叫元电荷.
B、1.60×10-19C的电量叫元电荷.
C、电子带有最小的负电荷,其电量的绝对值叫元电荷.
D、质子带有最小的正电荷,其电量的绝对值叫元电荷.
2、有A、B、C三个塑料小球,A和B,B和C,C和A间都是相互吸引的,如果A带正电,则:
A.B、C球均带负电;
B.B球带负电,C球带正电;
C.B、C球中必有一个带负电,而另一个不带电;
D.B、C球都不带电.
3、如图所示,导体棒AB靠近带正电的导体Q放置.用手接触B端,移去手指再移去Q,AB带何种电荷__________.若手的接触点改在A端,情况又如何___________。
4、绝缘细线上端固定,下端悬挂一轻质小球a,a的表面镀有铝膜.在a的近旁有一绝缘金属球b,开始时a、b都不带电,如图所示.现使b带电,则
A、a、b之间不发生相互作用
B、b将吸引a,吸住后不放开
C、b立即把a排斥开
D、b先吸引a,接触后又把a排斥开
【典型例题】
【例1】关于点电荷的说法,正确的是()
A、只有体积很小的带电体,才能作为点电荷
B、体积很大的带电体一定不能看作点电荷
C、点电荷一定是电量很小的电荷
D、体积很大的带电体只要距离满足一定条件也可以看成点电荷
【解析】库伦定律中所要求的点电荷,并非是指带电体的本身的大小,而是指带电体之间的距离比带电体自身的线度的大小大的多,以至电体的形状和大小对相互作用力影响可以忽略。
所以本题答案:
D
【例2】两个点电荷相距为r,相互作用力为F,则()
A、电荷量不变,距离加倍时,作用力变为F/4
B、其中一个点电荷的电荷量和两点电荷之间的距离都减半时,作用力不变
C、每个点电荷的电荷量和两个点电荷间的距离都增加相同的倍数时,作用力不变
D、将其中一个点电荷的电荷量取走一部分给另一个点电荷,两者的距离不变,作用力可能不变
【解析】根据库伦定律的计算公式
,可知本题的答案为ACD
【例3】真空中有三个同种的点电荷,它们固定在一条直线上,如图所示,它们的电荷量均为4.0×10-12C,求Q2受到静电力的大小和方向。
【解析】由库仑定律可知Q2受到Q1的静电力为斥力,方向水平向右,受到Q3的库伦斥力方向向左。
它受到的静电力是这两个力的合力,设向右为正方向
方向向右。
【基础练习】
一、选择题
1、A、B、C三个塑料小球,A和B,B和C,C和A间都是相互吸引,如果A带正电则(C)
A、.B、C球均带负电
B、B球带负电,C球带正电
C、B、C球中必有一个带负电,而另一个不带电
D、B、C球都不带电
2、库仑定律的适用范围是(CD)
A、真空中两个带电球体间的相互作用
B、真空中任意带电体间的相互作用
C、真空中两个点电荷间的相互作用
D、真空中两个带电体的大小远小于它们之间的距离,则可应用库仑定律
3、下述说法正确的是(BC)
A.元电荷就是质子
B.物体所带的电量只能是某些值。
C.元电荷是带电物体电量的最小值
D.由库仑定律F=k
可知,当两电荷间距离r→0时,F→∞
4、把两个完全相同的金属球A和B接触一下,再分开一小段距离,发现两球之间相互排斥,则A、B两球原来的带电情况可能是:
(C)
A.A和B原来带有等量异种电荷
B.A和B原来带有同种电荷
C.A和B原来带有异种不等量电荷
D.A原来带电,而B原来不带电
5、带负电的粒子以不同的速度v0从A点分别射出,在O点处有一个固定的正点电荷,已知v0⊥OA,粒子的重力可忽略不计,其中有一些粒子可以绕O点做圆周运动,那么这些做圆周运动的粒子(D)
A.一定具有相同的动能
B.一定具有相同的电量
C.如果它们的动能相同,那么它们的荷质比一定相同
D.如果它们的电量相同,那么它们动能一定相同
6、真空中两个点电荷Q1、Q2,距离为R,当Q1增大到2倍时,Q2减为原来的1/3,而距离增大到原来的3倍,电荷间的库仑力变为原来的:
(D)
A、4/9B、4/27C、8/27D、2/27
二、填空题
7、库仑定律公式中静电力常数k的大小为_______________.在国际单位制中k的单位是________.在真空中两个1C的点电荷相距1m时的相互作用力.N·m2/C2
8、真空中有两个点电荷A、B.其带电量qA=2qB,当二者相距0.01m时,相互作用力为1.8×10-2N,则其带电量分别为qA=__2×108_C____,qB=1×108_C______.
9、历史上在,最早测出电子电荷的精确数值的科学家是,其实验的基本原理是使带电液滴在匀强电场中受到的电场力恰好等于油滴的重力,即qE=mg,用实验的方法测出m和E,就能计算出油滴所带的电量,发现这些电量都等于的整数倍,这个实验进一步证实了的存在,揭示了电荷的性。
三、计算题
10、在真空中有两个相距0.18m的点电荷,Q1电量为十1.8×10-12C。
两个点电荷间的静电力F=1.0×10-12N,求Q2所带的电量?
2.0×10-12C
11、氢原子由一个质子(原子核)和一个核外电子组成。
电子质量me=9.1×10-31kg,质子质量mp=1.67×10-27kg,电子和原子核所带电荷量都等于e=1.6×10-19C。
电子绕核旋转的轨道半径r=5.3×10-11m。
试求:
(1)电子所受静电引力是万有引力的多少倍?
(2)电子绕核旋转的周期和线速度各是多少?
12、如图所示,在光滑绝缘水平面上固定质量相等的三个带电小球(可视为点电荷)a、b、c三球共线,若释放a球,其初始加速度为1m/s2,方向向左;若释放c球,其初始加速度为3m/s2,方向向右;若释放b球,则b球的初始加速度的大小是多少?
方向如何?
2m/s2,方向向左
13、如图所示,把质量为0.2克的带电小球A用丝线吊起,若将带电量为4×10-8C的小球B靠近它,当两小球在同一高度时且相距3cm,丝线与坚直方向夹角为45︒,求此时小球B受到库仑力及小球A带的电量。
解析:
丝线为什么能与竖直方向成45︒角,此时小球处于什么状态,根据题给的条件,可知小球A处于平衡状态,分析小球A受力情况如图5所示。
mg:
小球A的重力。
T:
丝线的张力。
F:
小球B对小球A的静电力。
三个力的合力为零。
F=mgtg45︒=0.2×10-3×10×1=2×10-3N。
题中小球A,B都视为点电荷,它们之间相互吸引,其作用力大小
∴
小球B受到库仑力与小球A受到库仑力为作用力和反作用力,所以小球B受到的库仑力大小为2×10-3N。
小球A与小球B相互吸引,B带正电,小球A带负电,所以
qA=-0.5×10-8C
【能力提升】
一、选择题
1、真空中两个点电荷Q1、Q2,距离为R,当Q1增大到2倍时,Q2减为原来的1/3,而距离增大到原来的3倍,电荷间的库仑力变为原来的:
(D)
A、4/9B、4/27C、8/27D、2/27
2、如图所示,有大小相同的A、B、C三个金属球,A、B带等量异种电荷,中间连接一个轻质绝缘的弹簧,放在光滑的绝缘水平面上,平衡时弹簧压缩量为X0,现将不带电的C球和A球接触一下,然后拿走,则产生新平衡时弹簧的压缩量X为(C)
A。
X=
X0B.X>
X0
C.X<
X0D.X=X0
二、填空题
3、真空中A、B两个点电荷,相距L,质量分别为m和2m,它们由静止开始运动(不记重力)开始时,A的加速度为a,经过一段时间B的加速度为a,速率为V,
那么这时两点电荷相距,A点电荷的速率为,它们相遇时离A电荷出发点的距离是。
、2V、
三、计算题
4、如图所示,两个相同小气球带等量电荷(可看作点电荷),两气球相距为L0,细线间夹角为θ,悬挂物体的质量为m,气球悬浮在空中不动,求气球的带电量。
第一节电荷库仑定律导学案二
青岛五十八中高二物理选修1——1导学案
课题:
《库仑定律》导学案
课型:
新授课时:
1课时设计人:
于孟娟审核人:
包翠霞20XX年9月日
[学习目标]:
1.了解点电荷模型;
2.通过实验,了解电荷间的相互作用,明确库仑定律,能运用库仑定律进行相关计算
[学习重、难点]:
库仑定律的应用
【课前预习与思考】
1.电荷间相互作用规律:
——同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
2.思考:
影响两电荷之间相互作用力的因素:
①②③
3点电荷:
对点电荷的两点理解:
例1.下面关于点电荷的说法正确的是()
A.只有体积很小的带电体才可看做点电荷;B.只有做平动的带电体才可看做点电荷;
C.一切带电体都可以看成点电荷;D.点电荷所带电荷量可多可少。
【课堂点拨与交流】
二.点电荷间的相互作用规律
1.实验方法——控制变量法
2.实验现象:
3.实验结论——库仑定律:
说明:
1.电荷间的相互作用力:
静电力或库仑力;
2.静电力常量——k=9.0×109N·m2/C2;
3.适用条件——①真空中②点电荷(在空气中也近似成立);
4.应用库仑定律,电荷量一般取绝对值,力的方向在其连线上可由电荷同性相斥、异性相吸的性质决定;
5.两个电荷之间的库仑力是作用力与反作用力的关系;
6.两个均匀带电球体相距较远时也可视为点电荷,此时r指两球体的球心距;
7.空间中有多个电荷时,某电荷所受的静电力是其他所有电荷
单独对其作用的静电力的矢量和(力的合成).
讨论:
能否由库仑定律表达式得出,当r→0时,F→∞的结论?
例2.如图所示,点电荷A、B固定且带有等量同种电荷,将第3个点电荷C放在A、B连线的中点恰好处于平衡状态,现将B缓慢的沿A、B连线远离A移动,则C的运动情况是()
A.靠近A移动;
B.远离A移动;
C.仍然不动;
D.可能靠近,也可能远离A移动.
例3.真空中有甲、乙两个点电荷,相距为r,它们间的静电力为F,若甲的电荷量变为原来的2倍,乙的电荷量变为原来的1/3,距离变为2r,则它们之间的静电力变为()
A.3F/8B.F/6C.8F/3D.2F/3
例4.正点电荷A和B,带电量均为q,若在其连线的中点上置一点电荷C,使三者均静止,则点电荷C是:
A.带正电,电量为q/4B.带负电,电量为q/2;
C.带负电,电量为q/4D.正负电均可,电量为q/4.
例5.有三个完全相同的金属小球A、B、C,A带电量7Q,B带电量-Q,C不带电,将A、B固定,然后让C反复与A、B接触,最后移走C球。
问A、B间的相互作用力变为原来的多少倍?
【课后训练】课本p6:
345
【课后反思】:
1点电荷
2库仑定律
青岛五十八中20XX级高二物理选修1-1导学案
课题:
1.2电场
设计人:
包翠霞审核人:
于孟娟孙登照课型:
新授课课时:
1课20XX年9月日
[学习目标]
1、通过实验,认识电场,了解电场的概念建立是人类对客观世界认识的一个重要进展。
了解场这种物质存在的特点。
2、理解电场强度的概念。
会用电场强度描述电场。
3、了解什么是电场线,会用电场线来描述电场的强弱和方向。
【自主导学】
一、电场:
1.电荷周围存在,电荷间的相互作用是通过发生的。
2.电场的基本性质:
对放入其中的电荷.这种力叫.
3.电场是客观存在的特殊.
【课堂练习】
1.下面关于电场的叙述正确的是[]
A.两个未接触的电荷发生了相互作用,一定是电场引起的;
B.只有电荷发生相互作用时才产生电场;
C.只要有电荷存在,其周围就存在电场;
D.A电荷受到B电荷的作用,是B电荷的电场对A电荷的作用.
二.电场强度
1.内容:
放入电场中某点的电荷所受的跟它的的比值,叫做该点的,简称.
2.公式:
单位:
3.矢量性:
电场中某点的场强方向跟电荷在该点受到的方向相同.
注意:
公式是式不是式,电场E与试探电荷受到的电场力F及试探电荷量q大小,是由电场本身所决定的。
分清电场强度与电场线
电场强度E
电场力F
反映电场中各点的场的性质物理量。
定义式:
电场对放入其中的电荷的作用力。
计算式:
E的大小只决定于,与试探电荷q。
在电场中不同的点,E的大小一般是不同的。
F的大小由放在电场中某点的试探电荷q和该点的场强决定,F与q成正比。
对于确定的电场,其中各点的场强都有方向。
同一电荷受力的方向因在电场中的位置而;同一位置则因受力电荷的而异。
E的单位:
F的单位:
4.点电荷电场的场强:
F=E=
【课堂练习】
2.下列关于电场强度的叙述正确的是[]
A.电场中某点的场强在数值上等于单位电荷受到的电场力;
B.电场中某点的场强与该点检验电荷所受的电场力成正比;
C.电场中某点的场强方向就是检验电荷在该点所受电场力的方向;
D.电场中某点的场强与该点有无检验电荷无关。
3.电场强度的定义式为E=F/q[]
A.该定义式只适用于点电荷产生的电场;
B.F是检验电荷所受到的力,q是产生电场的电荷电量;
C.场强的方向与F的方向相同;
D.由该定义式可知,场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比.
4、在电场中的P点放一个电荷量为4×10-9C的点电荷,它受到的电场力为2×10-4N,
(1)P点的场强大小为多少?
(2)把放在P点的电荷量减为2×10-9C,则P点的场强大小为多少?
电场力大小为多少?
(3)把该点的电荷移走,P点的场强大小又为多少?
5.A为已知电场中的一固定点,在A点放一电量为q的电荷,所受电场力为F,A点的场强为E,则[]
A.若在A点换上-q,A点场强方向发生变化;
B.若在A点换上电量为2q的电荷,A点的场强将变为2E;
C.若在A点移去电荷q,A点的场强变为零;
D.A点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关
三.电场线
1.电场线:
在电场中画出一些曲线,使曲线上每一点的方向都跟该点的场强方向一致,这些曲线叫电场线。
电场线电场中实际存在的曲线,而是为了形象地描述电场而假设的曲线。
2.一些点电荷的电场线:
3.几种常见电场的电场线
(1).带等量异种点电荷的电场线:
(2).带等量同种点电荷(3).点电荷与带电平板的电场线
电场线:
(1)是形象描述电场的一些曲线;
(2)静电场中的电场线起于或,终于电荷或,不形成闭合曲线;
(3)电场线在空间不能,也不能;
(4)电场线的方向是该点的场强方向;
(5)电场线越密的地方,场强越,电场线越疏的地方,场强越。
4、匀强电场:
电场中各点的场强和都的电场叫匀强电场
匀强电场的电场线是分布的等间距的直线。
【课堂练习】
6.关于电场线的说法,正确的是[]
A.电场线的方向,就是电荷受力的方向
B.正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动
C.电场线越密的地方,同一电荷所受电场力越大
D.静电场的电场线不可能是闭合的
7.关于电场强度,下列说法正确的是:
[]
A.E=F/q,若q减半,则该处的场强变为原来的2倍.
B.E=kQ/r2中,E与Q成正比,而与r2成反比.
C.在以一个点电荷为球心,r为半径的球面上,各点的场强均相同.
D.电场中某点的场强方向就是该点所放电荷受到的电场力的方向.
8.如图所示,AB是某电场中的一条电场线,在线上放一个自由的负电荷,它将沿电场线向B点运动,下列判断哪些是可能的
电场线方向由B指向A,负电荷加速度不变;
电场线方向由B指向A,负电荷加速度不断减小;
电场线方向由A指向B,负电荷加速度不断增大;
电场线方向由B指向A,负电荷加速度先减小后增大.
9.如图所示,在匀强电场中,质量为m,带电量为-q的小球被绝缘细线吊起,现在空间加一匀强电场,使小球静止时细线与竖直方向夹角为θ,则所加电场强度的最小值为多大?
方向如何?
青岛五十八中高二物理选修1——1导学案
课题:
《生活中的静电现象》导学案
课型:
新授课时:
1课时设计人:
于孟娟审核人:
包翠霞20XX年9月日
[学习目标]:
一.放电现象
二.雷电和避雷
三.静电的防止和应用
【课前预习与思考】阅读课本思考下列问题:
一.放电现象
问题:
什么是放电现象?
有哪些种类
二.雷电和避雷
问题:
雷电属于哪一种放电现象?
电荷分布与放电的关系?
三.静电的防止和应用
问题:
静电有哪些表现?
危害?
怎么防止?
应用?
【课堂点拨与交流】
一.放电现象
1.接地放电:
.如果用导线将带电导体与地球相连,电荷将从带电体流向地球,直到导体带电特别少,可以认为它不再带电。
2.火花放电:
当高压带电体与导体靠得很近时,强大的电场会使它们之间的空气瞬间电离,电荷通过电离的空气形成电流.由于电流特别大,产生大量的热,使空气发声发光,产生电火花.这种放电现象叫火花放电.
二.雷电和避雷
1.通常情况下空气是不导电的,但是如果电场特别强,空气分子中的正负电荷受到方向相反的强电场力,有可能被“撕”开,这个现象叫做空气的电离。
由于同种电荷相互排斥,导体上的静电荷总是分布在表面上,而且一般说来分布是不均匀的,导体尖端的电荷特别密集,所以尖端附近空气中的电场特别强,使得空气中残存的少量离子加速运动。
这些高速运动的离子撞击空气分子,使更多的分子电离。
这时空气成为导体,于是产生了尖端放电现象.
2.闪电:
带电云层之间或带电云层和地面之间发生强烈放电时,产生耀眼的闪光和巨响,这就是闪电.闪电的放电电流可以高达几十万安培,会使建筑物遭受严重损坏.这就是雷击。
三.静电的防止和应用
为了避免雷击,人们设计了避雷针。
静电的防止摩擦产生的静电,在生产生活上会给人们带来很多麻烦,甚至造成危害。
●印刷厂里,纸页之间的摩擦起电,会使纸页粘在一起难于分开,给印刷带来麻烦。
●印染厂里棉纱、毛线、人造纤维上的静电,会吸引空气中的尘埃,印染质量下降。
●在制药生产中,由于静电吸引尘埃,会使药品达不到标准的纯度。
●在电子计算机的机房中,人体带电可能妨碍电子计算机正常运行。
●在家庭中,带静电很多的人从电视机旁走过,会给电视的图像和声音带来干扰。
●静电荷积累到一定程度,会产生火花放电。
在地毯上行走的人,与地毯摩擦而
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