2022年新编鲁科版高中物理选修31全册导学案.pdf

鲁科版高中物理选修3-1 全册导学案目录1.1 静电现象及其微观解释1.2 库仑定律1.3 电场及其描述1.4 电场中的导体2.1 电场力做功与电势能2.2 电势与等势面2.3 电势差2.4 电容器与电容3.1 电流3.2 电阻3.3 焦耳定律第一课时 ( 电能) 3.3 焦耳定律 第二课时 (电热) 3.4 串联电路和并联电路 ( 第一课时 : 串联) 3.4 串联电路和并联电路第二课时 :( 并联) 4.1 闭合电路欧姆定律4.2 多用电表的原理及使用4.3 测量电源的电动势和内电阻5.2 用磁感线描述磁场精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 33 页 - - - - - - - - - - 5.3 磁感应强度磁通量、磁与现代科技6.1 探究磁场对电流的作用6.2 磁场对运动电荷的作用6.3 洛伦兹力的应用1.1 静电现象及其微观解释学案教学三维目标 (一) 知识与技能 1. 知道两种电荷及其相互作用. 知道电量的概念 . 2. 知道摩擦起电 , 知道摩擦起电不是创造了电荷, 而是使物体中的正负电荷分开 . 3. 知道静电感应现象 , 知道静电感应起电不是创造了电荷, 而是使物体中的电荷分开 . 4. 知道电荷守恒定律 . 5. 知道什么是元电荷 . (二) 过程与方法 1 、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷 2 、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷 , 而是使物体中的电荷分开 . 但对一个与外界没有电荷交换的系统, 电荷的代数和不变。 (三) 情感态度与价值观通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质重点: 电荷守恒定律精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 33 页 - - - - - - - - - - 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。 要点导学 1. 自然界中只存在两种电荷: 同种电荷互相 , 异种电荷互相。2. 电子和质子带有等量的异种电荷, 电荷量 e=C 。实验指出 , 所有带电体的电荷量都是电荷量 e 的。所以 , 电荷量 e 称为。电荷量 e 的数值最早是由美国物理学家测得的。3. 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、和等。例如 : 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; 用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带电荷, 用丝绸摩擦过的玻璃棒带电; 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。4. 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。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。5. 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。6. 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精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 33 页 - - - - - - - - - - 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。 范例精析 例 1 图 1-1-1 所示,A、B、C是三个安装在绝缘支架上的金属体, 其中 C球带正电,A、B 两个完全相同的枕形导体不带电。试问:(1) 如何使 A、B 都带等量正电?(2) 如何使 A、B都带等量负电 ?(3) 如何使 A带负电 B带等量的正电 ?解析 利用静电感应的原理可以轻松解决本题。(1) 把 AB紧密靠拢 , 让 C靠近 B,则在 B端感应出负电荷 ,A 端感应出等量正电荷 , 把 A与 B分开后再用手摸一下B,则 B所带的负电荷就被中和 , 再把 A与 B接触一下 ,A 和 B就带等量正电荷。 (2) 把 AB紧密靠拢, 让 C靠近 B,则在 B端感应出负电荷 ,A 端感应出等量正电荷 , 再用手摸一下A或 B,则 A所带的正电荷就被中和 , 而 B端的负电荷不变 , 移去 C以后再把 A与 B分开, 则 A和 B就带等量负电荷。 (3) 把 AB紧密靠拢 , 让 C靠近 A,则在 A端感应出负电荷 ,B 端感应出等量正电荷 , 马上把 A与 B 分开后 , 则 A带负电 B 带等量的正电。拓展 把 AB紧密靠拢 , 让 C接触 A或 B,然后移去 C。 再把 A与 B分开, 则 A、B都带等量正电。其它的方法读者可以进一步思考。例2 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 1-1-2 所示, 现使 b 带正电 , 则A.b 将吸引 a, 吸住后不放开B.b 先吸引 a, 接触后又把 a 排斥开C.a、b 之间不发生相互作用D.b 立即把 a 排斥开解析 b 带电后, 由于静电感应 ,a 的近 b 端和远 b 端分别出现等量的负电荷和正电荷,b 对 a 的吸引作用大于排斥作用。a、b 接触后带同种电荷 , 又相互排斥。故选项B正确。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 33 页 - - - - - - - - - - 拓展本题中如果 a 的表面不是镀有铝膜 , 则 a 的近 b 端和远 b 端不会分别出现等量的负电荷和正电荷, 但是由于带电体具有吸引轻小物体的性质, 所以正确的选项仍然是 B。 例 3 请你归纳一下 , 我们学习了哪些起电的方法?这些起电方法的共同特点是什么 ? 解析 我们学习了摩擦起电、感应起电和接触起电三种起电方法。这些起电方法的共同特点是 (1) 起电过程中都是负电荷在转移;(2) 起电过程中电荷量是守恒的。拓展 为什么起电过程中都是负电荷在转移呢?因为正电荷被束缚在原子核内, 不能随便移动。例 4 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 ? 解析 两个完全相同的金属球接触后再分开, 要平均分配电量 , 故两球均带1+q2/2+6 10-8+-2 10-8/2C2 10-8C, 带正电。拓展 两个完全相同的金属球接触后再分开 , 再平均分配电量时 , 异种电荷先中和 , 再将剩余电荷除以2 即为每个金属球所带的电量。 能力训练 1. 关于元电荷的理解 , 下列说法正确的是 BD A.元电荷就是电子B.元电荷是表示跟一个电子所带电荷量数值相等的电荷量C.元电荷就是质子D.物体所带电量只能是元电荷的整数倍2. 关于摩擦起电和感应起电的实质, 下列说法中正确的是BC A.摩擦起电现象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精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 33 页 - - - - - - - - - - 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3. 如图 1-1-3 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 (C ) A.只有 M端验电箔张开 , 且 M端带正电B.只有 N端验电箔张开 , 且 N端带负电C.两端的验电箔都张开 , 且左端带负电 , 右端带正电D.两端的验电箔都张开 , 且左端带正电 , 右端带负电4.M和 N是原来都不带电的物体 , 它们互相摩擦后 M带正电荷 1.6 10-10C,下列判断中正确的是 ( C ) A.在摩擦前 M和 N的内部没有任何电荷 B. 摩擦的过程中电子从N转移到了 M C.N 在摩擦后一定带负电荷1.6 10-10C D.M 在摩擦过程中失去了1.6 10-10 个电子B 5. 如图 1-1-4, 有一带正电的验电器 , 当一金属球 A靠近验电器的小球B不接触时, 验电器的金箔张角减小 , 则( AB ) A.金属球 A 可能不带电B.金属球 A 可能带负电C.金属球 A 可能带正电精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 33 页 - - - - - - - - - - D.金属球 A 一定带正电6. 如图 1-1-5, 小球质量分别为 m1 、m2,带同种电荷 , 电量分别为 q1、q2, 将它们用等长的绝缘细线悬于同一点O,此时两细线与竖直方向的夹角相等, 则必有 ( A ) A.m1m2 B.q1q2 C.m1m2 q1q2 D.不能确定 7. 如图 1-1-6 所示, 当将带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时, 枕形导体上电荷的移动情况是B A.枕形金属导体上的正电荷向B端移动 , 负电荷不移动B.枕形金属导体中的负电荷向A端移动 , 正电荷不移动C.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B端和 A端移动D.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A端和 B端移动8. 当一个验电器带电时, 为什么两片金箔会张开一个角度?为什么金箔不能张开更大的角 ? 当验电器带电时 , 两片金箔上带同种电荷, 同种电荷相排斥 , 所以两金箔会张开一定的角度。 金箔的张角越大 , 则重力对金箔的力矩也越大, 当重力的力矩与排斥力的力矩相平衡时, 金箔就能够保持静止状态, 其张角就不会再增大。9. 多少个电子的电荷量等于-32.0 C?(电子电荷量 e1.610-19C) 2.01014个10. 当带电塑料尺子吸引一小纸片, 当尺子接触到纸片时 , 有时纸片会很快地飞开, 这是为什么 ? 当带电塑料尺子吸引一小纸片, 如果尺子接触到纸片 , 则纸片也带了与尺上电荷性质相同的电荷 , 同种电荷相排斥 , 所以纸片会很快地飞开。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 33 页 - - - - - - - - - - 11. 干燥的天气一个人拖了鞋在地毯上走, 聚集了 - 48 C 的净电荷。此人身上有多少个净剩余电子?他的质量增加了多少 ?( 电子质量 m9.110-31kg) 3.0 1014个;2.73 10-16kg 12. 两个完全相同的金属球 , 一个带的电量 , 另一个带的电量。把两球接触后再分开 , 两球分别带电多少 ? q1q2-3q 13. 导体上的净电荷和导体中的“自由电荷”有何区别? 导体上的净电荷是指导体中正负电荷的代数和不为零时, 正负电荷抵消后的电荷 , 导体的净电荷只能分布在导体的外表面; 导体中的“自由电荷”是指导体中可以自由移动的电荷 , 在导体的表面和内部都可以分布“自由电荷”。14. 为什么和衣服摩擦过的塑料尺子会将小纸头吸起?但在潮湿的天却不能成功? 和衣服摩擦过的塑料尺子因带电会吸引小纸片, 但在潮湿的天气却不能成功, 因为净电荷能够通过潮湿的空气逃脱。1.2 库仑定律学案学习目标 : 1 、掌握库仑定律 , 知道点电荷的概念 , 并理解真空中的库仑定律 . 2 、会用库仑定律进行有关的计算. 3 、渗透理想化方法 , 培养由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力. 4 、了解控制度量的科学研究方法重点: 库仑定律和库仑力精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 33 页 - - - - - - - - - - 难点: 关于库仑定律的理解与应用自主学习 : 1、内容 : 真空中两个静止的相互作用跟它们所带的乘积成正比 , 跟它们之间距离的成反比 , 作用力的方向在它们的。 2 、库仑定律表达式 : 3 、库仑定律的适用条件 : 。4、点电荷 : 是一种当带电体的比起相互作用的距离小很多时, 带电体可视为点电荷 . 5 、库仑的实验的研究方法当堂训练: 1、关于点电荷的下列说法中正确的是:( ) A . 真正的点电荷是不存在的 . B .点电荷是一种理想模型 . C . 足够小的电荷就是点电荷. D . 一个带电体能否看成点电荷 , 不是看它的尺寸大小, 而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计2、 三个相同的金属小球a、 b 和 c, 原来 c 不带电 , 而 a 和 b 带等量异种电荷 ,相隔一定距离放置 ,a 、b 之间的静电力为 F 。现将 c 球分别与 a、b 接触后拿开 ,则 a、b 之间的静电力将变为 () 。 A.F/2 B.F/4C.F/8D.3F/8 3、 两个半径为 0.3m 的金属球 , 球心相距 1.0m 放置, 当他们都带 1.5 10?5 C的正电时 , 相互作用力为F1 , 当它们分别带 +1.510?5 C 和?1.510?5 C 的电量时, 相互作用力为 F2 , 则( ) A.F1 F2 B.F1 F2 D.无法判断4: 两个相同的金属例小球 , 带电量之比为 17, 相距为 r, 两者相互接触后在放回原来的位置上 , 则它们间的库仑力可能为原来的( ) 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 33 页 - - - - - - - - - - 4/7 B. 3/7 C. 9/7 D. 16/7 5. 两个带同种电荷的相同金属小球两球距离远大于小球的直径) 所带电量分别为 Q1,Q2,现让它们接触后再放回原处, 那么它们的相互作用与原来相比( ) A. 可能变大 B. 可能变小C. 可能不变 D. 以上三种都可能存在拓展应用 : 6 A、B两个点电荷 , 相距为 r,A 带有 9Q的正电荷 ,B 带有 4Q的正电荷(1) 如果 A 和 B 固定, 应如何放置第三个点电荷C,才能使此电荷处于平衡状态?此时对 C的电性及电量 q 有无要求 ? (2) 如果 A和 B是自由的 , 又应如何放置第三个点电荷, 使系统处于平衡状态 ?此时对第三个点电荷C的电量 q 的大小及电性有无要求 ? 7 如图, 质量均为 m的三个带电小球A、B、C,放置在光滑的绝缘水平面上,彼此相隔的距离为L,(L 比球半径 r 大的多 ),B 球带电量为 QB-3q,A 球带电量为QA6q,若在 C上加一水平向右的恒力F,要使 A、 B、 C三球始终保持 L 的间距运动 ,求(1)F 的大小 ? (2)C 球所带电量为多少 ?带何种电荷 ? 探究: 生活中常用的静电复印是是么原理?读课后阅读材料并考虑生活中还有哪些静电的应用 ? 学后反思 : 1.3 电场及其描述学案精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 33 页 - - - - - - - - - - 课程分析本节重点、难点是理解电场、 描述电场性质的物理量电场强度、电场的叠加原理、电场线、匀强电场。EF/q 是电场强度的定义式, 适用于任何电场; 仅适用于真空中点电荷的电场。如果有几个点电荷同时存在, 它们的电场就互相叠加 , 形成合电场。这时某点的场强等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。课堂导学一、电场强度( 一) 问题导学1、不接触的电荷是通过什么相互作用? 2、如何描述电场中一点电场的强弱?你有什么方法来比较 ?(合作讨论 ) 3、电场强度的定义式 ; 单位及其换算 ? 4、请你推导距点电荷R处电场强度的计算式 ? 5、电场强度的叠加遵循什么法则? ( 二) 典例探究例 1: 如 图 6-1-3所 示 , 在 真 空 中 有 两 个 点 电 荷 Q1=+3.0 x10-8C 和Q2=-3.0 x10-8C, 它们相距 0.1m, 求电场中 A 点场强.A 点与两个点电荷的距离r相等, r0.1m. 解析: 真空中点电荷 Q1和 Q2的电场在 A点的场强分别为 E1和 E2,它们大小相等, 方向如图 6-1-4, 合场强 E,场强 E1,场强 E2向上平移后的矢量 , 三者构成一正三角形 , 故 E与 Q1Q2 平行, 且 E=El=E2= =2.7x104N/C 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共 33 页 - - - - - - - - - - 例 2: 在电场中某点放一检验电荷, 其电量为 q, 检验电荷受到的电场力为F, 则该点电场强度为EF/q, 那么下列说法正确的是 A, 若移去检验电荷q, 该点的电场强度就变为零B.若在该点放一个电量为2q 的检验电荷 , 该点的电场强度就变为E/2 C.若在该点放一个电量为 -2q 的检验电荷 , 则该点场强的大小仍为E,但电场强度的方向变为原来相反的方向D.若在该点放一个电量为的检验电荷, 则该点场强的大小仍为E,电场强度的方向也仍为原来的场强方向解析: 电场中某点的电场强度是由场源电荷决定, 与检验电荷的有无、正负、电量的多少无关 , 故正确 答案为 D. 答案:D 二、电场线( 一) 问题导学1、什么是电场线 ?如何用电场线形象描述电场? 2、请画出正点电荷、负点电荷、等量同种电荷、等量异种电荷电场线的分布。并说出有何特点 ? 3、什么是匀强电场 ?匀强电场电场线分布特点 ? ( 二) 典例探究例 3: 图 9-2-6 中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线 , 虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a 、b 是诡计上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用, 根据此图可作出正确判断的时( ) A.带电粒子所带电荷的符号精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页，共 33 页 - - - - - - - - - - B.带电粒子在 a、b 两点的受力方向C.带电粒子在 a、b 两点的加速度何处较大D.带电粒子在 a、b 两点的动能何处较大解析粒子的加速度大小看其所受电场力的大小, 而电场力的大小由电场线的疏密决定。从电场线分布情况可设想电场是由轨迹左侧的“点电荷”产生的 ,从轨迹的偏向可得 “点电荷”给带电离子吸引力 , 即 a、 b 两点受力方向如图所示 ;若粒子从 a 向 b 运动从图中可得 F 与 v 的夹角大于 90角, 电场力做负功、 粒子动能减少 , 综上所述 :BCD正确。例 4: 如图 8 所示, 一个质量为 30g 带电量 C的半径极小的小球 , 用丝线悬挂在某匀强电场中 , 电力线与水平面平行. 当小球静止时 , 测得悬线与竖直夹角为30, 由此可知匀强电场方向为 , 电场强度大小为 g 取 10m/s2 解析: 分析小球受力 , 重力 mg竖直向下 , 丝线拉力 T 沿丝线方向向上 , 因为小球处于平衡状态 , 还应受水平向左的电场力F.小球带负电 , 所受电场力方向与场强方向向反 , 所以场强方向水平向右 . 小球在三个力作用之下处于平衡状态. 三个力的合力必为零 . 所以 Fmgtg30 又 mgtg30 Emgtg30 有效训练1. 下列关于点电荷的场强公式的几种不同的理解, 不正确的是A.在点电荷 Q的电场中 , 某点的场强大小与 Q成正比, 与 r2 成反比B.当 r 0 时,E; 当 r 时 ,E0 C.点电荷 Q产生的电场中 , 各点的场强方向一定是背向点电荷Q 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页，共 33 页 - - - - - - - - - - D.以点电荷 Q为中心 ,r 为半径的球面上各处的场强相等2. 在电场中某点放入电荷量为q 的正电荷时 , 测得该点的场强为E,若在同一点放入电荷量 q-2q 的负电荷时 , 测得场强为 E, 则有A.EE,方向与 E相反 B.E2E,方向与 E相同C., 方向与 E相同D.EE,方向与 E相同3. 图 1-3-19 所示的各电场中 ,A、B两点场强相同的是4. 在同一直线上依次有A、B、C三点, 且 BC3AB, 在 A 点固定一个带正电的小球, 在 B点引入电量为 2.0 10-8c 的试探电荷 , 其所受电场力为 2.0 10-6N。将该试探电荷移去后 ,B 点的场强为 _,C点的场强为 _ 。如果要使 B 点的场强为零 , 可能在 C 点放一个电量是A 点处带电小球的电量的_倍的_电荷. 5. (2007广东理科基础12)如图所示 , 实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线 , 若带电粒子 q(|Q|q|)由 a 运动到 b, 电场力做正功。已知在a、b两点粒子所受电场力分别为Fa、Fb,则下列判断正确的是 () A.若 Q为正电荷 , 则 q 带正电 ,FaFb B.若 Q为正电荷 , 则 q 带正电 ,FaFb C.若 Q为负电荷 , 则 q 带正电 ,FaFb D.若 Q为负电荷 , 则 q 带正电 ,FaF 6. 如图 9-2-4 所示, 一电子沿等量异种电荷的中垂线由 AO B匀速运动 ,电子重力不计 , 则电子除受电场力外, 所受的另一个力的大小和方向变化情况是() A.先变大后变小 , 方向水平向左精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 14 页，共 33 页 - - - - - - - - - - B.先变大后变小 , 方向水平向右 C. 先变小后变大 , 方向水平向左D.先变小后变大 , 方向水平向右7. 在 X轴上有两个点电荷 , 一个带正电 Q1,一个带负电 Q2 。且 Q12Q2 。用 E1和 E2分别表示两个电荷所产生的场强的大小, 则在 X轴上A.E1E2之点只有一处 ; 该点合场强为 0 B.E1E2之点共有两处 ; 一处合场强为 0, 另一处合场强为 2E2 C.E1E2之点共有三处 ; 其中两处合场强为0, 另一处合场强为 2E2 D.E1E2之点共有三处 ; 其中一处合场强为0, 另两处合场强为 2E2 8 如图 1-3-23 所示, 绝缘细线一端固定于O点, 另一端连接一带电荷量为q,质量为 m 的带正电小球 , 要使带电小球静止时细线与竖直方向成角, 可在空间加一匀强电场则当所加的匀强电场沿着什么方向时可使场强最小?最小的场强多大 ?这时细线中的张力多大 ? 9. 一个带正电荷的质点P放在两个等量负电荷A、B的电场中 ,P 恰好在 AB连线的垂直平分线的C点处, 现将 P在 C点由静止释放如图6-1-11 所示, 设 P只受电场力作用 , 则( ) A.P 由 C向 AB连线中点运动过程中 , 加速度可能越来越小而速度越来越大B.P由 C向 AB连线中点运动过程中 , 加速度可能先变大后变小, 最后为零 , 而速度一直变大C.P运动到与 C关于 AB的对称点 C静止D.P不会静止 , 而是在 C与 C间来回振动10. 如图 9-2-8 所示, 半径为 R的圆环 , 均匀带有电量为 Q的正电荷。先从环上截取 S 的一小段 , 若SR,且圆环剩余部分的电荷分布不变, 则圆环剩余部精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 15 页，共 33 页 - - - - - - - - - - 分的电荷在环心 O处产生的场强大小为 _,方向为 _ 。 如图 9-2-8 所示, 半径为 R的圆环 , 均匀带有电量为 Q的正电荷。先从环上截取S的一小段 , 若SR,且圆环剩余部分的电荷分布不变, 则圆环剩余部分的电荷在环心 O处产生的场强大小为_,方向为 _ 。答案:1 、BCD2 、D3 、C 4、100N/q,6.25N/q,9,正 5、A6、B7、B 8、小球受到重力 G 、绳的拉力 T、电场力 F 三个力作用 , 根据平衡条件可知 , 拉力 T 与电场力 F的合力必与重力 G等值反向因为拉力T的方向确定 ,F 与 T的合力确定 , 当电场力 F 垂直悬线时最小 , 场强也最小 ., 此时绳中张力 Tmgcos 9、ABD 10 、沿S与 O的连线指向 S 1.4 电场中的导体学案教学目标理解静电感应现象 , 知道静电平衡条件 ; 理解静电屏蔽重点难点重点 : 静电现象的应用难点: 静电感应现象的解释预习导引我们通过前面的学习知道 , 放入电场中的电荷受到电场力的作用,而我们又知道金属导体中存在自由电子, 把导体放入电场中会产生什么现象? 创设情景将一金属导体放入场强为E0 的匀强电场中 , 见课本 P24图 1.7-1, 分析自由电子在电场中的移动情况自主学习理解静电平衡精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 16 页，共 33 页 - - - - - - - - - - 研究静电平衡时导体内部的电荷理解尖端放电理解静电屏蔽建构新知一、静电平衡状态下的电场: 1、静电平衡条件 : 2、导体达到静电平衡特点 : 二、尖端放电解释: 应用: 三、静电屏蔽1、理解: 处于静电平衡状态的导体 , 内部的场强处处为零。 因此, 可利用金属外壳或金属网封闭某一区域不在受外界电场的影响, 这一现象称静电屏蔽2、两种情况 : 金属内部空间不受壳外部电场的影响接地的封闭的导体壳内部电场对壳外空间没有影响回顾小结本节课主要学习有静电平衡知识, 静电平衡特点要掌握, 静电屏蔽, 尖端放电要有所了解 . 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 17 页，共 33 页 - - - - - - - - - - 四、探究 : 生活中我们见到的那些带静电的现象是有益的, 我们是怎样利用的 ? 课堂检测 : 1. 带电量分别为 +Q和-Q 的两个点电荷相距为R,在两点之间放入一个不带电的导体棒 , 如图当导体达到静电平衡后, 感应电荷在两点连线中点处产生的场强大小和方向 ?内部的合场强有什么特点 , 如果棒的中间是空的 , 合场强又如何 ? 2. 如图所示 , 在孤立点电荷 +Q的电场中 , 金属圆盘 A处于静电平衡状态 . 若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内, 试在圆盘 A内作出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线用实线表示 , 要求严格作图五、学后反思 : 六、你对学案的意见 : 2.1 电场力做功与电势能学案【知识要点】一、电场力的功 1.WF?SqEd S 、d 应是沿电场线方向位移 , 根据 F、S的方向决定电场力做正功、负功。2. 电场力做功与路径无关, 与重力功比较理解上述内容3. 对电场力做功的理解着重注意电场力与电场力方向上的距离的关系, 即要一致。如果不一致 , 就需要进行相关分解。二. 电势能 : 1. 定义: 因电场对电荷有作用力而产生的由电荷相对位置决定的能量叫电势能。2. 电势能具有相对性 , 通常取无穷远处或大地为电势能的零点。电荷在电场精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 18 页，共 33 页 - - - - - - - - - - 中具有的势能 , 和重力势能一样要确定0 势能的位置。比0 电势能高的电势能为正, 比零电势能低的电势能为负。电势能用表示, 单位焦耳 (J) 3. 电势能大小 : 电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功。4. 电势能与电场力的功的关系,W- 2 - 1 , 电场力做正功电势能减少, 电场力做负功电势能增加。与重力功和重力势能变化的关系进行比较。4. 电场力做功是电势能变化的量度: 电场力对电荷做正功, 电荷的电势能减少; 电荷克服电场力做功 , 电荷的电势能增加 ; 电场力做功的多少和电势能的变化数值相等 , 这是判断电荷电势能如何变化的最有效方【解题点要】例一、下列说法正确的是 ( ) A.电场中顺着电场线移动电荷, 电场力做功 , 电荷电势能减少B. 在电场中逆着电场线移动电荷, 电场力做功 , 电荷电势能减少C.在电场中顺着电场线移动正电荷, 电场力做正功 , 电荷电势能减少D.在电场中逆着电场线移动负电荷, 电场力做负功 , 电荷电势能增加解析 : 根据我们学过电场知识可知顺着电场线移动正电荷, 电场力做正功 , 电荷电势减少 ,移动负电荷 , 电场力做负功电荷电势能增加; 逆着电场线移动正电荷 , 电场力做负功电荷电势能增加 , 移动负电荷电场力做正功, 电荷电势能减少。选项A,不知移动电荷正、负 , 无法判断电场力做功正、负 , 结论不正确 , 不能选 A,同样道理不能B。沿电场线移动正电荷 , 电场力做正功 , 电荷电势能一定减小 , 故选项 C正确, 选项 D,电场力做负功是错的 , 结论是错的 , 不能选 D,答案:C 本题解答过程中所用的知识可做为一条原则记下, 考虑问题时会比较方便精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 19 页，共 33 页 - - - - - - - - - - 例二、电子在电场中由电势高处运动到电势低处的过程中, 下列说法中正确的是( ) A.电子动能一定越来越小B. 电子电势能一定越来越大C.电子速度一定越来越大D.电子电势能可能越来越小解析: 根据题意和选项 , 解答本题需要力学知识 , 电场知识的结合才能准确选择, 从高电势处运动到低电势处, 是顺电场线方向运动 , 电子所受电场力与运动方向反向 , 电场力对电子做负功 , 根据动能定理 , 电子动能应减小 ,A 选项正确 , 同量电子电势能增加 ,B 选项正确 ,C、D选项错误。答案应为A B 从本题可以看出 :1 前面学过力学规律在解答电场问题必须能准确使用2 电场力对电子做负功, 使电子动能减少, 转化为电势能 , 符合能量转化原理。课堂训练1. 如图, 是某电场中的一条直电场线。 一电子从 a 点由静止释放 , 它将沿直线向 b 点运动 , 则可判断 A 该电场一定是匀强电场 B 场强 Ea小于 Eb C 电子具有的电势能 a 一定大于 b D 电势 Ua一定低于 Ub 2. 如图五所示 ,q1 、q2 是等量异号点电荷 ,p Q是两个点电荷连线的垂直平分线, 则1 将电量为 q的正电荷 , 从无穷远处沿 p Q连线移到 B点时, 电场力对点电荷q 做的功为 , 电荷 q 在移动过程中 , 其电势能。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 20 页，共 33 页 - - - - - - - - - - 2 电荷 q 在 A、B、C三点具有电势能相比 , 电势能最大 ; 电势能最小 ; 电能为零。3. 图七所示在匀强电场中 ,M N 为一绝缘杆 , 两端有等量异号的点电荷 , 开始时杆与场强方向平行 , 处于平衡状态。当杆绕中心 O转 180时, 使 M N交换位置 ,需要克服电场力做功W,求杆与场强方向成45夹角时 , 杆所受的电场力的力矩的大小等于多少 ? 2.2 电势与等势面【知识要点】一. 电势1. 电势: 电场中某点的电荷的电势能跟它的电量的比值, 称这一点的电势。表达式 :U/q 单位:SI 制: 伏特(V), 且有 1V1J/C。意义 : 电场中某一点的电势在数值等于单位电荷在哪一点所具有的电势能。相对性 : 电势是相对的 , 只有选择零电势的位置才能确定电势的值, 通常取无限远或地球的电势为零。标量 : 只有大小 , 没有方向 , 但有正、负之分 , 这里正负只表示比零电势高还是低。高低判断 : 顺着电场线方向电势越来越低。. 等势面 : 电场中电势相等的点构成的面。意义 : 等势面来表示电势的高低。典型电场的等势面 :? 匀强电场 ; ?点电荷电场 ; ?等量的异种点电荷电场 ; ?等量的同种点电荷电场。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 21 页，共 33 页 - - - - - - - - - - 等势面的特点 : ? 同一等势面上的任意两点间移动电荷电场力不做功;? 等势面一定跟电场线垂直 ; ?电场线总是从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。二. 电势差1. 电势差 : 电场中两点电势之差电势差由电场的性质决定, 与零电势点选择无关。2. 电场力做功 : 在电场中 AB两点间移动电荷时 , 电场力做功等于电量与两点间电势差的乘积。 WAB q?UAB 注意: 该式适用一切电场 ; 电场力做功与路径无关利用上述结论计算时 , 均用绝对值代入 , 而功的正负 , 借助于力与移动方向间关系确定。三. 电势差与电场强度关系1. 电场方向是指向电势降低最快的方向。在匀强电场中 , 电势降低是均匀的。2. 匀强电场中 , 沿场强方向上的两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积。UE?d 在匀强电场中 , 场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上降低的电势。 EU/d 注意: 两式只适用于匀强电场。d 是沿场方向上的距离。【课堂训练】 : 2. 关于电场线和等势面 , 下述说法中正确的是 () A. 在电场中将电荷由a 点移到 b 点, 电场力做功为零 , 则该电荷一定是在等势面上运动 B. 带正电的点电荷只受电场力作用, 运动轨迹一定与电场线重合精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 22 页，共 33 页 - - - - - - - - - - C. 电荷一定从电场线密的地方向电场线疏的地方运动 D. 等势面上各点的场强方向与等势面垂直 . 3. 对两个电量均为 +q 的点电荷连线中点O 和中垂线上某点P 正确关系是(BC ) A、U0UP,E0EP 。 C、将正电荷从 O点移至 P 点, 电场力做正功。 B、U0UP,E0EP 。 D、将正电荷从 O点移至 P 点, 电场力做负功。4. 一正离子以初速度 v0只在电场力的作用下 , 由电场中的 a点沿虚线所示的轨迹运动到 b 点, 如图 1 所示, 图中的实线表示电场线。 则电势 Ua_Ub, 场强的大小Ea_Eb,离 子 的 动 能Eka_Ekb, 离