3-1物理导学案

高二物理导学案目 录第九章 电场91电荷及其守恒定律03492库仑定律 04093电场强度04494电势能和电势05595电势差06796电势差与电场强度的关系07397静电现象的 07998电容器的电容08199带电粒子在电场中的运动 090第十章 恒定电流101 电源和电流103102 电动势107103 欧姆定律110104串联电路和并联电路 118105 焦耳定律127106 电阻定律135107闭合电路的欧姆定律（一）145107闭合电路的欧姆定律（二）150108 多用电表 155109 测量电池的电动势和内阻1651010 简单的逻辑电路172第十一章 磁场111 磁现象和磁场 176112 磁感应强度178113 几种常见的磁场 182114 通电导线在磁场中受到的187115 运动电荷在磁场中受到的力193116带电粒子在匀强磁场中的运动 197117洛伦兹力在现代五项技术中的应用206118带点粒子在复合场的运动 215第九章 电 场91电荷及其守恒定律【学习目标】1知道自然界存在两种电荷，知道同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。2了解使物体带电的方法，能从物质微观结构的角度认识物体带电的本质。3 知道元电荷、比荷、电荷守恒定律。【学习重点】元电荷的概念电荷守恒定律【学习难点】 利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。任务一【自主学习】1在探索微小粒子的历程中，认识到原子是由 和 组成的。原子核是由 和 组成的。2电子、质子、中子这三种微粒，带正电的是 ，带负电的是 ，不带电的是 。3自然界中只存在两种电荷 和 ：同种电荷互相 ，异种电荷互相 。4（1）原子核的正电荷数量与核外电子的负电荷的数量一样多，所以整个原子对 表现为电中性。（2）不同物质的微观结构不同，核外电子的多少和运动情况也不同。在金属中离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫做自由电子。失去这种电子的原子便成为带正电的离子，离子都在自己的平衡位置上振动而不移动，只有自由电子穿梭其中。所以金属导电时只有 在移动。一物体起电的原因（一）摩擦起电1两个不同物体相互摩擦的过程中，都有一些_脱离原子核的束缚而_到对方，通常转移到对方的电子数并不相等，失去电子（多）的物体显示出带_，得到电子（多）的物体显示出带_。2摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同。实质：实质是物体中 的转移结果：两个相互摩擦的物体带上了等量 电荷练习1毛皮与橡胶棒摩擦后，毛皮带正电，这是因为（ ）A毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上了 B毛皮上的一些正电荷转移到了橡胶棒上了C橡胶棒上的一些电子转移到了毛皮上了 D橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上了（二）接触带电（1）产生？结果？思考a：接触带电的实质是自由电子在 的转移。思考b：两个完全相同的带电导体，接触后再分开，二者所带电量怎样分配呢？（2）电中和现象及电荷均分原理：a两个带 电荷的物体相互接触后都不显电性，这种现象叫做电中和现象。b两个相同的带电金属导体接触后，电荷要重新 分配，这种现象叫做电荷均分原理。c若为带电导体球和不带电导体球接触，则电荷平分若两个带电导体球为同种电荷，则总电荷平分 若两个带电导体球为异种电荷，则先中和再平分 练习2 两个完全相同的金属球，一个带+610-8C的电量，另一个带210-8C的电量。把两球接触后再分开，两球分别带电多少？（三）感应起电思考1：把带正电荷的球C移近导体A，箔片有什么变化，现象说明了什么呢？然后又移走C呢？思考2：如果先把A和B分开，然后移开C，箔片什么变化，这种现象又说明什么呢？思考3：在上一步的基础上，再让A和B接触，又会看到什么现象呢？这个现象说明了什么呢？1 金属导体中存在着大量的可以自由移动的_2 如图所示，带正电的球C靠近枕形导体时，导体中的_就被吸引过来，左端出现_电荷；右端则带有_电荷。分开导体A、B，再移去球C，则导体A、B就成为带电体，其电性_，电量（绝对值）_。3 在带电体的影响下，（中性）导体两端出现异种电荷的现象叫做_。利用_使物体带电叫做_。实质：自由电子从 物体的一部分转移到另一部分。规律：近端感应 种电荷，远端感应 种电荷（四）起电：使不带电的物体通过某种方式转化为带电状态的过程叫 。常见的起电方式有 和 。例如：（1）用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带 电荷，毛皮带 电荷；用丝绸摩擦过的玻璃棒带 电，丝绸带 电。（2）不带电的导体在靠近带电体时，导体中的自由电荷受到带电体的作用而重新分布，使导体的两端出现 电荷。（3）一个带电的金属球跟另一个与它完全相同的不带电的金属球接触后，两者必定带上等量同种电荷。（五）电荷守恒定律1 电荷量（ ）：电荷的多少，简称电量。单位： ，符号： 2 元电荷是一个电子或质子所带的电荷量，它是电荷量的最 单位。元电荷的值：e= ，最早由美国物理学家 测定。注意：所有带电体的电荷量或者等于e，或者等于e的整数倍。就是说，电荷量是不能连续变化的物理量。3 比荷（荷质比）：带电体的 与其 的比值。比荷：电子的电荷量e和电子的质量me的比值，为C/kg4电荷守恒定律：电荷既不能 ，也不会 ，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；在转移的过程中，电荷量的总量保持不变。注意：电荷守恒定律是自然界重要的基本定律之一。在发生正负电荷湮没的过程中，电荷的代数和仍然不变，所以电荷守恒定律也常常表述为：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变。（六）验电器与静电计的异同1验电器的构造：验电器的球形金属外壳与带有金属小球的金属杆是绝缘的，金属杆的下端有很薄的金属箔片静电计是在验电器的基础上改造而成的。静电计也是主要有相互绝缘的两部分构造而成。除金属外壳外，中间的金属杆下端有一个可转动的指针，指针转动的角度可由固定在外壳上的表盘读出，如图所示2静电计的设计原理静电计相当于一个电容很小的电容器，当将静电计的金属球，金属外壳分别与被测电容的两级相连时，静电计就从被测电容上获得电荷达到与被测电容的电压相同，因静电计的电容很小，此过程中引起被测电容上的电荷量的变化可忽略，被测电容两级间的变化也可忽略，即静电计上的电压总是等于被测电容上的电压。则静电计所带的电荷量q=cu正比于被测电压，被测电压越高，静电计所带电荷量越多，静电计指针与金属杆间的静电斥力就越大，指针偏角就越大。利用指针偏角与被测电压间的关系即可测静电电压。验电器与静电计的设计原理是相同的，即同种电荷相斥。3注意事项（1） 使用验电器是判断物体是否带电，验电器在使用前不要带电。（2）验电器与静电计的两金属杆与外壳一定要保持绝缘（3）静电计所测的电压不是很准确，但能观察出电容器上电压的变化任务二【达标提升】1下列说法正确的是（ ）A摩擦起电和静电感应都是使物体正负电荷分开，而总电荷量并未变化B毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，摩擦过程中橡胶棒上正电荷转移到毛皮上C用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电是摩擦过程中玻璃棒得到电子D物体不带电，表明物体中没有电荷2带电微粒所带电量不可能是下列值中的 （ ）A2410-19C B-6410-19C C-1610-18C D4010-17C3关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法中正确的是 （ ）A摩擦起电说明机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造出电荷B摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体C感应起电说明电荷可以从物体的一部分转移到另一个部分D感应起电说明电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体4关于物体的带电荷量，以下说法中正确的是（ ）A物体所带的电荷量可以为任意实数B物体所带的电荷量只能是某些特定值C物体带电16010-9C，这是因为该物体失去了101010个电子D物体带电荷量的最小值为1610-19C5如图所示，将带电棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，下述几种方法中能使两球都带电的是 （ ） A先把两球分开，再移走棒 B先移走棒，再把两球分开C先将棒接触一下其中的一个球，再把两球分开 D棒的带电荷量不变，两导体球不能带电 6一个带正电的验电器如图所示，当一个金属球A靠近验电器上的金属球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 7绝缘细线上端固定，下端挂一轻质小球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带正电，则（ ）Ab将吸引a，吸住后不放开 Bb先吸引a，接触后又把a排斥开Cab之间不发生相互作用 Db立即把a排斥开8如图所示，原来不带电的绝缘金属导体MN，在其两端下面都悬挂着金属验电箔若使带负电的绝缘金属球A靠近导体的M端，可能看到的现象是（ ）A只有M端验电箔片张开，且M端带正电 B只有N端验电箔片张开，且N端带负电 C两端的验电箔片都张开，且左端带负电，右端带正电D两端的验电箔片都张开，且左端带正电，右端带负电9 如图所示，A、B是被绝缘支架分别架起的金属球，并相隔一定距离，其中A带正电，B不带电，则以下说法中正确的是（ ）A导体B带负电 B导体B左端出现负电荷，右端出现正电荷，并且电荷量大小相等C若A不动，将B沿图中虚线分开，则左边的电荷量小于右边的电荷量D若A、B接触一下，A、B金属体所带总电荷量保持不变10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元电荷实质上是指电子和质子本身B所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍C元电荷的数值通常取作e161019 CD电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的92库仑定律【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【学习重点】掌握真空中点电荷间作用力大小的计算及方向的判定库仑定律【学习难点】真空中点电荷间作用力为一对相互作用力，遵从牛顿第三定律任务一【自主学习】1电荷间的相互作用力大小与两个因素有关：一是与 有关， 二是与 有关。2当带电体之间的 比它们自身的大小大得多时，带电体的形状和体积对相互作用力的影响可以忽略不计，这时的带电体可以看作 。3库仑定律：真空中两个 间相互作用的静电力跟它们的 成正比，跟它们的 成反比，作用力的方向在 上。公式：F= ，式中k叫做 。如果公式中的各个物理量都采用国际单位，即电量的单位用 ，力的单位用 ，距离的单位用 ，则由实验得出k=9109 。使用上述公式时，电荷量Q1、Q2一般用绝对值代入计算。4库仑定律虽然只给出了点电荷之间的静电力公式，但是任一带电体都有可以看作是由许许多多点电荷组成的。只要知道了带电体上的电荷分布情况，根据库仑定律和力的合成法则，就可以求出任意带电体之间的静电力。5应用库仑定律时应注意的问题首先应注意库仑定律的适用条件。公式仅适用于 中（空气中近似成立）的两个 间的相互作用。其次，应注意将计算库仑力的大小与判断库仑力的方向二者分别进行，即应用公式计算库仑力的大小时，不必将表示电荷Q1、Q2带电性质的 、 号代入公式中，只将其电量的绝对值代入，先计算出力的大小，再根据同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引来判断库仑力的方向，这样可以避免将表示带电性质的符号代入公式中一起运算，根据运算结果是正或负号来判定方向而带来的麻烦和可能出现的错误。再次，应注意统一单位，因为静电力常量k=9109Nm2/c2是国际单位制中的单位。6静电力也是一种“性质力”，同样具有力的共性。不能认为两个电量不同的点电荷相互作用时，一定是电量大的受静电力大（或小）。实际上，两个点电荷之间的相互作用力遵守牛顿 定律大小相等、方向相反，并且一条直线上；如果一点电荷同时受到另外两个点电荷的作用力，这两个力遵循力的合成法则，根据 定则，可求出这个点电荷受到的合力。7库仑力与万有引力的比较 万有引力库仑力都是平方反比力产生原因不同只要有质量就有引力，因此称为万有引力存在于电荷间，不光有吸引也可能有排斥决定力的因素相似吸引力与它们质量积成正比库仑力与它们的电量积成正比共性都遵从牛顿第三定律【应用】：已知氢核（质子）质量167kg电子的质量是91kg，在氢原子内它们之间的最短距离为53 m。试求氢核与核外电子之间的库仑力和万有引力。计算结果说明什么问题？任务二【典例分析】1库仑力的叠加例1两个完全相同的金属小球A、B，A球带电量为50109C，B球带电量为70109C，两球相距1m。问：它们之间的库仑力有多大？若把它们接触后放回原处，它们之间的相互作用力为多大？例2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4010-12C，求Q2受到静电力的大小和方向。2库仑力作用下的平衡问题：例1真空中有三个点电荷，它们固定在边长50 cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是2 c，求其中一个电荷所受的库仑力。例2如图所示，一个挂在丝线下端的带正电的小球B，静止在图示位置；若固定的带正电的小球A电荷量为Q，B球的质量为m，带电荷量q，=30，A和B在同一水平线上，整个装置处于真空中，求A、B两球之间的距离为多少?例3相距L的点电荷A、B的带电量分别为+4Q和-Q，要引入第三个点电荷C，使三个点电荷都处于平衡状态，求电荷C的电量和放置的位置。拓展若A、B为同号点电荷，引入第三个电荷C，使三个点电荷均平衡，则C应放在何处？C的电性和电量如何？任务三【达标提升】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看作点电荷B体积很大的带电体一定不能看成点电荷C当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可忽略时，则它们可看作点电荷D一切带电体都可以看成是点电荷2真空中有两个点电荷，它们之间的静电力为F，如果保持它们所带的电量不变，将它们之间的距离增大到原来的3倍，它们之间作用力的大小等于（ ）AF B3F CF/3 DF/93 A、B两点电荷间的距离恒定，当其他电荷移到A、B附近时，A、B间相互作用的库仑力将（ ）A可能变大 B可能变小 C一定不变 D无法确定4两个放在绝缘架上的相同金属球，相距d，球的半径比d小得多，分别带q和3q的电荷，相互斥力为3F，现将这两个金属球接触，然后分开，仍放回原处，则它们的相互斥力将变为（ ）A0 BF C3F D4F5 关于库仑定律的公式，下列说法中正确的是（ ）A当真空中两个电荷间距离r时，它们间的静电力F0B当真空中两个电荷间距离r0时，它们间的静电力FC当两个电荷间的距离r时，库仑定律的公式就不适用了D当两个电荷间的距离r0时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用了6要使真空中的两个点电荷间的库仑力增大到原来的4倍，下列方法中可行的是（ ）A每个点电荷的带电荷量都增大到原来的2倍，电荷间的距离不变B保持点电荷的带电荷量不变，使两个点电荷间的距离增大到原来的2倍C一个点电荷的带电量加倍，另一个点电荷电量不变，同时将两点电荷间的距离减小为原来的1/2D保持点电荷的带电荷量不变，将两点电荷间的距离减小为原来的1/27两个半径相等体积不能忽略的金属球相距r，它们带有等量同种电荷q时，相互间的库仑力为F1，若距离不变，它们带有等量异种电荷q时，库仑力为F2，则两力大小（ ）AF1F2 BF1F2 CF1F2 D无法确定8真空中两个同种点电荷Q1和Q2，它们相距较近，使它们保持静止状态今释放Q2，且Q2只在Q1的库仑力作用下运动，则在Q2运动过程中速度和加速度的变化情况是（ ）A速度不断变大，加速度不断变大 B速度不断变大，加速度不断变小C速度不断变小，加速度不断变大 D速度不断变小，加速度不断变小9两个质量分别是m1、m2的小球，各用长为L的丝线悬挂在同一点，当两球分别带同种电荷，且电荷量分别为q1、q2时，两丝线张开一定的角度、，如图所示，则下列说法正确的是（ ）A B C D 10 如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上，a和c带正电，b带负电，a所带电荷量的大小比b的小。已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是（ ）AF1B F2C F3D F411在边长为a的正方形的每一个顶点都设置一个电荷量为q的点电荷，如果保持它们位置不变，每个电荷受到其他3个电荷的静电力的合力是多大?12如图所示，把质量为02克的带电小球A用丝线吊起，若将带电量为410-8C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。93电场强度【学习目标】1知道电荷之间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊的物质形态。2理解电场强度的概念及其意义，知道电场强度的公式、单位、方向。3能根据库仑定律的表达式和电场强度的定义式，推导点电荷场强的公式，并能够用此公式进行有关的计算。知道电场强度的叠加原理，并能用这一原理进行简单的计算。4知道电场线的定义和特点，会用电场线描述电场强度的大小和方向。【学习重点】1理解电场强度的概念及其意义2应用电场的叠加原理进行简单的计算3电场线特征【学习难点】应用电场的叠加原理进行简单的计算任务一【自主学习】一电场1电场：电场是在 存在的一种 ，是传递电荷间相互作用的2静电场： 电荷周围的电场称为静电场3电场的基本性质是对 ，无论电荷静止或运动4电荷间的相互作用是通过电场发生的：电荷 A电场电荷B二电场强度1概念：放入电场中某点的点电荷所受 与它的 的比值，简称场强2物理意义：表示电场的 3定义式：E= （此公式适用于一切电场）。F指： ；q指： 电荷的电荷量。电场强度与试探电荷所受电场力_关，与试探电荷所带电荷量 关电场强度是由_决定的。4单位：N/C或 。5方向：物理学规定，电场中某点电场强度的方向跟 相同，负电荷所受电场力的方向与该点场强方向 。【注意】（1）试探电荷（检验电荷）：用来检验电场是否存在及其强弱分布情况的电荷；是研究电场的工具（2）场源电荷（源电荷）激发或产生我们正在研究的电场的电荷三真空中点电荷周围的场强在真空中点电荷Q的电场中，在距Q为r的P点引入试探电荷q，q所受的库仑力 ，由电场强度的定义 可得 （1）大小：E （2）方向：正点电荷 ；负点电荷 。（3）对公式的理解，请同学们思考：、r0时，E正确吗？、在以Q为中心，以r为半径的球面上，是否存在场强相同的两点？四电场强度的叠加（1）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 ，这种关系叫做电场强度的叠加（2）电场的可叠加性也是电场与普通物质的重要区别，场强的叠加本质是矢量叠加，所以应该用 定则计算五、电场线及其特点1电场线：电场线是画在电场中的一条条 ，曲线上每点的表示该点的电场强度方向，电场线不是实际存在的线，是为了而假想的线2几种特殊的电场线：熟记五种特殊电场的电场线分布，如下图所示3等量同种电荷与等量异种电荷连线的中垂线上的电场分布及特点比较项目等量同种电荷等量异种电荷连线中点O处的场强由O沿中垂线向外场强的变化关于O点对称的两点A与A，B与B场强的关系4电场线的特点（1）电场线是为了形象描述电场而引入的 曲线，并不是真实存在的（2）电场线上每一点的 方向跟该点的场强方向一致（3）在同一电场里，电场线的疏密表示 （4）电场线起于 电荷（或 处），止于 电荷（或 处）（5）电场线在电场中不 （6）电场线只能描述电场的方向及定性地描述电场的强弱， 是电荷在电场中运动轨迹（7）由于电场连续分布于空间，所以各条电场线之间空白处 六匀强电场1定义：电场中各点电场强度的大小 、方向 的电场2特点（1）场强方向处处相同，电场线是平行直线（2）场强大小处处相等，要求电场线疏密程度相同，即电场线间隔相等 任务二【合作探究】1电场线是否是电荷的运动轨迹？ 思考：电荷只在电场力作用下沿电场线运动的条件？2如图试比较A、B两点场强的大小？3电场强度的计算与叠加问题例1. 如图所示，真空中，带电荷量分别为Q和Q的点电荷A、B相距r，则：（1）两点电荷连线的中点O的场强多大？（2）在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的O点的场强如何？例2空间有三点A、B和C位于直角三角形的三个顶点，且AB = 4cm，BC = 3cm。现将点电荷QA和QB分别放在A、B两点，测得C点的场强为EC = 10V/m，方向如图所示，求：（1）QA和QB的带电性质；（2）如果撤掉QA ，C点场强的大小和方向。4静电场与力学的综合例3如右图所示，竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个方向水平向右的匀强电场区域，场强E3104 N/C在两板间用绝缘细线悬挂一个质量m5103 kg的带电小球，静止时小球偏离竖直方向的夹角60（g取10 m/s2）试求：（1）小球的电性和电荷量；（2）悬线的拉力；（3）若小球静止时离右板d5102 m，剪断悬线后，小球经多少时间碰到右极板任务三【达标提升】1由电场强度的定义式可知，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无论点电荷所带的电量如何变化，始终不变C电场中某点的场强为零，则在该点的电荷受到的电场力一定为零D一个不带电的小球在P点受到的电场力为零，则P点的场强一定为零2对于和两个公式，下列说法正确的是（ ）Aq表示场中的试探电荷Q表示场源电荷BE随q的增大而减小，随Q的增大而增大C适用于包括点电荷在内的所有场源的电场求场强，且E的方向和试探电荷所受的F一致D从看，拿走Q后，E就不存在了3在电场中的A、B两处分别引入不同的试探电荷q，得到试探电荷所受的电场力随电荷量变化关系如图所示，则（ ） AEAEB BEAEB CEA = EB D不能判断EA、EB的大小4一个试探电荷在电场中某点受到的电场力为F，这点的电场强度为E，在图中能正确反映q、E、F三者关系的是（）5在如下图所示的四种电场中，分别标记有a、b两点其中a、b两点电场强度大小相等、方向相反的是（）A甲图中与点电荷等距的a、b两点B乙图中两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点C丙图中两等量同种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点D丁图中非匀强电场中的a、b两点6真空中有一点A，跟形成电场的点电荷Q相距10cmA点场强的大小是10103N/C，方向指向Q，可以判断出Q是 电荷，电量Q C把一个电子放在A点，所受电场力是 N。7A、B是一条电场线上的两个点，一带负电的微粒仅在电场力作用下以一定的初速度从A点沿电场线运动到B点，其速度v与时间t的关系图象如图甲所示则此电场的电场线分布可能是图乙中的：8关于电场强度和静电力，以下说法正确的是（ ）A电荷所受静电力很大，该点电场强度一定很大B以点电荷为圆心，r为半径的球面上各点的场强相同C如空间某点的场强为零则试探电荷在该点受到的静电力也为零D在电场中某点放入试探电荷q，该点的场强为EF/q；取走q后，该点场强仍然为EF/q9电场中的某点放一个检验电荷，其电量为q，受到的电场力为F，则该点的电场强度为E，下列说法正确的是（ ）A若移去检验电荷，则该点的电场强度为0B若检验电荷的电量变为4q，则该点的场强变为4EC若放置到该点的检验电荷变为2q，则场中该点的场强大小不变，但方向相反D若放置到该点的检验电荷变为2q，则场中该点的场强大小方向均不变10如右图所示，AB是某个点电荷的一根电场线，在电场线上O点由静止释放一个负电荷，它仅在电场力作用下沿电场线向B点运动，下列判断正确的是（ ）A电场线由B点指向A点，该电荷做加速运动，加速度越来越小B电场线由B点指向A点，该电荷做加速运动，其加速度大小变化由题设条件不能确定C电场线由A点指向B点，电荷做匀加速运动D电场线由B点指向A点，电荷做加速运动，加速度越来越大11如图，在x轴上坐标原点处放一带电量为-Q的点电荷在坐标为2处放一带电量为+4Q的点电荷，则场强为零处的x坐标为（ ）A4 B1 C-1 D-212如右图所示，实线是匀强电场的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上两点，若带电粒子在运动中只受电场力作用，则由此图可作出正确判断的是（ ）A带电粒子带负电荷 B带电粒子带正电荷C带电粒子所受电场力的方向向左 D带电粒子做匀变速运动13使两个完全相同的金属小球（均可视为点电荷）分别带上3Q和5Q的电荷后，将它们固定在相距为a的两点，它们之间库仑力的大小为F1现用绝缘工具使两小球相互接触后，再将它们固定在相距为2a的两点，它们之间库仑力的大小为F2则F1与F2之比为（ ）A21 B41 C161 D60114实线为三条未知方向的电场线，从电场中的M点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子，a、b的运动轨迹如右图中的虚线所示（a、b只受电场力作用），则（ ）Aa一定带正电，b一定带负电 B电场力对a做正功，对b做负功Ca的速度将减小，b的速度将增大 Da的加速度将减小，b的加速度将增大15如右图，M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点，O点为半圆弧的圆心，MOP60电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N两点，这时O点电场强度的大小为E1；若将N点处的点电荷移到P点，则O点的场强大小变为E2 E1与E2之比为（ ）A12B21 C2 D416用电场线能很直观很方便地比较电场中各点场强的强弱如图甲是等量异种点电荷形成电场的电场线，图乙是场中的一些点：O是电荷连线的中点，EF是连线中垂线上相对O对称的两点，B、C和A、D也相对O对称则（ ）AB、C两点场强大小和方向都相同BA、D两点场强大小相等，方向相反CE、O、F三点比较，O点场强最强 DB、O、C三点比较，O点场强最弱17如图所示，A、B、C三点为一直角三角形的三个顶点，B=30，现在A、B两点放置两点电荷qA、qB，测得C点场强的方向与AB平行，则qA带 电，qA：qB= 。18在真空中O点放一个点电荷Q+10109C，直线MN通过O点，OM的距离r30 cm，M点放一个点电荷q101010C，如图，求：（1） q在M点受到的作用力。（2） M点的场强。（3） 拿走q后M点的场强。（4） 将一个电荷量为q= 2010-10C的点电荷放在M点，则M点的电场强度是多少？（5） M、N两点的场强哪点大?（6） 如果把Q换成电荷量为-10109C的点电荷，情况又如何？19如图所示，用一绝缘轻绳悬挂一个带电小球，小球质量为1010-2kg，所带电荷量为2010-8C，现加一水平方向的匀强电场，平衡时绳与铅垂线成30夹角。求这个匀强电场的电场强度。 94电势能和电势【学习目标】1通过讨论静电力对试探电荷做功，知道静电力做功与路径无关的特点。2将静电力做功与重力做功进行类比，理解静电力做功与电势能变化的关系。3知道电势的定义方法及其定义公式、单位，掌握判断电势高低的方法。4知道等势面的定义，掌握等势面的特征。【学习重点】1静电力做功的特点、静电力做功与电势能变化的关系2掌握判断电势高低的方法3明确等势面的特征【学习难点】1电势能的定义 2明确等势面的特征任务一【自主学习】1、 电场力做功特点情境一情境二情境三探究电场力做功的特征1试探电荷q在匀强电场E中沿直线从A到B，求电场力做功。2q沿直线AMB从A到B。其中AM与电场线平行，BM与电场线垂直。求电场力做功。3q沿任意曲线ANB从A到B，求电场力做功。电场力做功结论小结：静电力做功的特点： 这个结论虽然是从匀强电场推导出来的，但它也可适用于 2电场力做功的计算公式：（1）W=qEd 理解：公式中的d指 ；公式只能适用于 （2）WABWBA3电场力做功的正负的判定：（1）当电荷运动方向与电场力方向的夹角为锐角时，电场力做 功（2）当电荷运动方向与电场力方向的夹角为钝角时，电场力做 功二电势能1如图，一点电荷+q在匀强电场E中静止释放，仅在静电力的作用下它做什么运动?什么能量增加? 是什么形式的能量转化而来?总结：电势能定义：电荷在电场中由于 而具有的能量叫电势能。国际单位 ，符号 2如右图，从A到B，重力势能的变化量EP= ，重力势能的减少量EP减= 类比重力，在电场中，从A到B，电势能的变化量EP= ，电势能的减少量EP减= 总结：若电荷q在电场中从A运动到B，静电力做功与电势能变化的关系：若静电力做功为正功，电势能 ，电荷在A点电势能 在B点的电势能。静电力做 ，电势能增加，电荷在A点电势能 在B点的电势能；用表达式为 3电势能的计算（1）如图，在场强E= 103N/C的匀强电场中，点电荷q=+1c从A移动到B，AB相距L=1m，静电力做功为多少? 电势能如何变化?（2）若规定EPB=0，则EPA=? 若规定EPA=0，则EPB=?4电荷在某点电势能在数值上等于把它从_ _移到_位置时_。 5 由上一问题可知，电势能的大小具有 性，电荷在电场中电势能的数值与 有关，要确定电荷在电场中某点的电势能，必须先选定电场中某点的电势能为零。 通常把 的电势能规定为0，或把 的电势能规定为0 。而电势能的变化是 的，与零电势能位置的选择 关注意：电势能是 量，但有正负，正负表示 ，电势能为正时表示电势能比参考点的电势能 ，电势能为负时表示电势能比参考点的电势能 7以无穷远处为0势能点，则在正点电荷产生的电场中，一正试探电荷在电场中任一位置的电势能是正还是负？一负试探电荷在电场任一位置的电势能是正还是负？在负点电荷产生的电场中，一正试探电荷在电场中任一位置的电势能是正还是负？一负试探电荷在电场任一位置的电势能是正还是负？8如图所示，甲图中，试探电荷+q在AB两点哪一点的电势能大？-q试探电荷在AB两点哪一点电势能大？乙图中，试探电荷+q在AB两点哪一点的电势能大？-q试探电荷在AB两点哪一点电势能大？总结：在同一电场中，从A点到B点，移动正电荷与移动负电荷，电荷的电势能的变化是相反的。由此知，电场中某点的电势能是电场和电荷共有的。三电势1根据势能的特点我们应该知道：电势能是电荷和电场这个系统所共有的。电势能既与电场有关，同时也与试探电荷的电量有关。如果我们用电势能除以试探电荷的电荷量即，那反映的将是一个什么物理量？（类似地，电场力F既与电场有关，同时又与试探电荷的电量有关，用F除以试探电荷电量即消去试探电荷的影响后得到的结果只反映了电场本身性质，即电场强度）总结：电势的定义、表达式、单位及标矢性。（1）物理意义：描述 的物理量（2）定义：电荷在电场中某一点的 的比值叫这一点的电势（3）计算式： （4）电势的单位： （5）电势是 量，但有正负，正负表示 2概念理解：（1）若以B点为0零势能点，A点的电势是多少？C点电势多少？A、B、C 三点的电势大小关系如何？（2）如图所示匀强电场的场强为E，AO、OB之间的间隔均为r，以B点为零势能点。一正试探电荷在这三点的电势分别为多少？哪个大？一负试探电荷在这三点的电势分别为多少？哪个大？请总结沿电场线方向电势如何变化？与试探电荷的正负是否有关？（3）如图所示匀强电场的场强为E，AO、OB之间的间隔均为r，分别以A、B、O点为零势能点，比较AO、OB间的电势的差值，并分析结论。总结：（1）电势的大小具有相对性，电势的值与 有关，通常取离电场 或 的电势为零则正电荷形成的电场中各点的电势均为 值，负电荷形成的电场中各点的电势均为 值（2）沿着电场线的方向，电势越来 ，逆着电场线的方向，电势越来 （3）电势由 决定，与试探电荷的电势能和电荷量 关四等势面1试比较图中ABCD四点的电势大小关系。2什么叫等势面？请指出上图中的等势面。3如图，如果一个正点电荷+q从A点沿等势面移动到B点，电场力做功多少？电场线与等势面是什么关系？如果是沿着红线从A到B，电场力是否做功？总结等势面的特点：（1）在同一等势面内移动电荷时，电场力做功为 因为 （2）电场线总是 于等势面（3）沿电场线方向，等势面的电势逐渐 ，由电势较 的等势面指向电势较 的等势面（4）在空间无电荷处不中断不同的等势面是不会 的（5）等差等势面的疏密表示电场的 ，等差等势面越密的地方电场强度越 （6）把电荷从等势面上一点沿任意路径移动到同一等势面上的另一点，电场力做功 （7）把电荷从等势面外一点沿任意路径移动到同一等势面上的不同点，电场力做功 4了解几种常见电场的等势面。点电荷电场中的等势面以点电荷为球心的一簇球面说出：A、B、C三点场强的大小、方向关系，以及三点电势的高低等量异种点电荷电场中的等势面是两簇对称曲面问题1：取无穷远处电势为零，中垂线上各点的电势为多少？是等势面吗？连线中点的场强为多少？问题2、中垂线左侧的电势高还是右侧的电势高？等量同种点电荷电场中的等势面是两簇对称曲面讨论：取无穷远处电势为零，中垂线是等势面吗？两电荷连线的中点的场强为多少？电势为多少？匀强电场中的等势面是垂直于电场线的一簇平面说出：匀强电场的电场线的特点及等势面的特点任务三【典例分析】1把的试探电荷放在电场中的A点，具有的电势能，求A点的电势。若把的试探电荷放在电场中A点，电荷所具有的电势能是多少？2某电场的等势面如图所示，试画出电场线的大致分布。若单位正电荷q沿任一路径从A点移到B点，静电力做功是多少？说明理由。正电荷q从A移到C点，跟从B点移到C点，静电力所做的功是否相等？说明理由3将带电量为的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了的功，再从B移到C，电场力做了的功，则（1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？（2）如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能和电势分别为多少？（3）如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能和电势分别为多少？任务四【达标提升】1在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则：Ab点的电场强度一定比a点大 B电场线方向一定从b指向aCb点的电势一定比a点高 D该电荷的动能一定减小2下列说法中正确的是（ ）A电场线密集处场强大，电势高B沿电场线方向场强减小，电势降低C在电势高处电荷具有的电势能也大D场强为零处，电势不一定为零3如图所示，仅在电场力作用下，一带电粒