高中物理新课标版人教版选修3-1精品课件：10《静电电场》(PPT课件可编辑) 2

1、新课标人教版课件系列高中物理选修选修3-13-1第一章静电场1.电荷及其电荷及其守恒定律守恒定律教学目标教学目标v（一）知识与技能（一）知识与技能v1知道两种电荷及其相互作用知道电量的概念v2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v3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v4知道电荷守恒定律v5知道什么是元电荷v（二）过程与方法（二）过程与方法v1、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v2、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，

2、电荷的代数和不变。v（三）情感态度与价值观（三）情感态度与价值观v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v重点：重点：电荷守恒定律v难点：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。v教具教具：丝绸，玻璃棒，毛皮，硬橡胶棒，绝缘金属球，静电感应导体，通草球。 一、电荷一、电荷电荷是一种物质属性电荷是一种物质属性1、自然界中有两种电荷、自然界中有两种电荷（富兰克林命名）富兰克林命名）（1）正电荷：）正电荷： 丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷 （2）负电荷：）负电荷： 毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷同种电荷相

3、互排斥，异种电荷相互吸引。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。+_ 原子原子（中性）（中性）原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子（正电正电）（不带电（不带电）质子和中子之间有强相互作用质子和中子之间有强相互作用核力核力 离原子核较远的电子容易受到外界的离原子核较远的电子容易受到外界的作用而脱离原子作用而脱离原子使物体带电的方法：1 1、摩擦起电、摩擦起电演示 微观解释：微观解释：电子从一个物体电子从一个物体转移转移到另一个物体上。到另一个物体上。得到电子：带负电得到电子：带负电失去电子：带正电失去电子：带正电金属导电机理：金属导电机理：金属内有自由金属内有自由移动的电子移动的电子自由电

4、子自由电子 每个正离子每个正离子都在自己的平都在自己的平衡位置附近振衡位置附近振动而不移动。动而不移动。2 2、感应起电、感应起电使物体带电的方法：演示演示（1 1）静电感应静电感应：把电荷移近不带电的导：把电荷移近不带电的导 体，可以使导体带电的现象，叫做静电体，可以使导体带电的现象，叫做静电 感应感应（2 2）感应起电感应起电：利用静电感应使物体：利用静电感应使物体带电，叫做感应起电带电，叫做感应起电 规律：规律：近端感应异种电荷，近端感应异种电荷， 远端感应同种电荷远端感应同种电荷（3 3）静电感应微观解释：把带正电的球移近金属导体）静电感应微观解释：把带正电的球移近金属导体A A和和B

5、 B时，时，导体上的自由电子被吸引过来，因此导体导体上的自由电子被吸引过来，因此导体A A和和B B带上了等量的异带上了等量的异种电荷感应起电没有创造电荷，而是使物体中的正负电荷分开，种电荷感应起电没有创造电荷，而是使物体中的正负电荷分开，将电荷从物体的一部分转移到另一部分将电荷从物体的一部分转移到另一部分 使物体带电的方法：3 3、接触带电、接触带电接触后接触后再分开再分开+QQ21Q21+Q接触后接触后再分开再分开Q3QQQ微观解释：微观解释：电荷从一个物体转移到另一个物体电荷从一个物体转移到另一个物体接触带电电荷分配原则接触带电电荷分配原则 两个带有同种电荷的导体接触，电荷会重两个带有同

6、种电荷的导体接触，电荷会重新分配，若不受外界影响，两个完全相同的新分配，若不受外界影响，两个完全相同的带电导体带电导体, ,接触后再分开接触后再分开, ,二者将原来所带电量二者将原来所带电量的总和平均分配的总和平均分配 两个带有异种电荷的导体，接触后先发生两个带有异种电荷的导体，接触后先发生正负电荷的中和，然后剩下的电荷量再进行正负电荷的中和，然后剩下的电荷量再进行电荷的重新分配；如果两带电体完全相同，电荷的重新分配；如果两带电体完全相同，则剩下的电荷平均分配则剩下的电荷平均分配验电器1.swf 是否只有当带电体与导体棒的上端直是否只有当带电体与导体棒的上端直接接触时，金属箔片才开始张开？解释

7、下接接触时，金属箔片才开始张开？解释下面将要看到的现象面将要看到的现象。验电器2.swf 当带电导体棒靠近验电器上端的金属当带电导体棒靠近验电器上端的金属球时，由于静电感应，金属球带与导体球时，由于静电感应，金属球带与导体棒相反的电荷，金属箔带与导体棒相同棒相反的电荷，金属箔带与导体棒相同的电荷的电荷 1 1、起电的本质、起电的本质 无论是哪种起电方式无论是哪种起电方式, ,其本质都其本质都是将正、负电荷分开是将正、负电荷分开, ,使电荷发生使电荷发生转移，并不是创造电荷转移，并不是创造电荷. .二、电荷守恒定律：二、电荷守恒定律：2 2、电荷守恒定律、电荷守恒定律 （物理学的基本定律之一 ）

8、 表述一：表述一： 电荷既不能创造电荷既不能创造, ,也不能消灭也不能消灭, ,它只能从它只能从一个物体转移到另一个物体一个物体转移到另一个物体, ,或从物体的或从物体的一部分转移到另一部分一部分转移到另一部分, ,在转移的过程中，在转移的过程中，系统的电荷总数保持不变系统的电荷总数保持不变. . 表述二：表述二： 一个与外界没有电荷交换的系统，电一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变。荷的代数和总是保持不变。.4的整数倍，或者是或者等于，所有带电体的电荷量均为、电子和质子的电荷量eee三、元电荷.1060. 1219称为元电荷电荷量、元电荷：CeCe191060. 13、元电

9、荷的值：)/5mq叫做比荷（量与其质量的比值，、比荷：带电体的电荷kgCkgCmee/1076. 11091. 01060. 1113019电子的比荷为：电荷的多少，简称电量。单位电荷的多少，简称电量。单位: :库仑库仑 C C 元电荷的数值最早是由美国科学家密元电荷的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得到的立根用实验测得到的 比较电荷带电的多少，要比较的是其比较电荷带电的多少，要比较的是其电荷量的绝对值，绝对值大的带电多尽电荷量的绝对值，绝对值大的带电多尽管电荷量有正负值（正号一般省略），要管电荷量有正负值（正号一般省略），要知道这里的知道这里的“”、“”号不表示电荷号不表示电荷量的大小，

10、只代表电荷的性质（种量的大小，只代表电荷的性质（种类）一般，正电荷的电量用正值表示，类）一般，正电荷的电量用正值表示，负电荷的电量用负值表示负电荷的电量用负值表示 1 1、科学家在研究原子、原子核及基本粒子、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：单位，关于元电荷，下列论述正确的是：A A、把质子或电子叫元电荷、把质子或电子叫元电荷B B、1.601.601010-19-19C C的电量叫元电荷的电量叫元电荷C C、电子带有最小的负电荷，其电量、电子带有最小的负电荷，其电量 的绝对值叫元电荷的

11、绝对值叫元电荷D D、质子带有最小的正电荷，其电量、质子带有最小的正电荷，其电量 的绝对值叫元电荷的绝对值叫元电荷 B、C、D 课堂训练课堂训练2 2、有、有A A、B B、C C三个塑料小球，三个塑料小球，A A和和B B，B B和和C C，C C和和A A间都是相互吸引的，如果间都是相互吸引的，如果A A带正带正电，则电，则 ：A AB B、C C球均带负电球均带负电B BB B球带负电，球带负电，C C球带正电球带正电C CB B、C C球中必有一个带负电，而另球中必有一个带负电，而另 一个不带电一个不带电D DB B、C C球都不带电球都不带电 C课堂训练课堂训练3 3、如图所示、如图

12、所示,A,A、B B是被绝缘支架分别架起的金属球是被绝缘支架分别架起的金属球, ,并并相隔一定距离相隔一定距离, ,其中其中A A带正电带正电,B,B不带电不带电, ,则以下说法中则以下说法中正确的是正确的是: :A.A.导体导体B B带负电带负电; ;B.B.导体导体B B左端出现负电荷左端出现负电荷, ,右端出现正电荷右端出现正电荷, ,并且并且 电荷量大小相等电荷量大小相等; ;C.C.若若A A不动不动, ,将将B B沿图中沿图中aaaa分开分开, ,则两边的电荷量则两边的电荷量 大小可能不等大小可能不等, ,与如何分有关与如何分有关; ;D.D.若若A A向向B B逐渐靠近逐渐靠近,

13、 ,在在B B左端和右端的电荷量大左端和右端的电荷量大 小始终相等并且连续变化小始终相等并且连续变化; ;E. E.若若A A、B B接触一下接触一下,A,A、B B金属体所带总电荷量金属体所带总电荷量 保持不变保持不变. .BAaaBE课堂训练4 4、如图所示，导体棒、如图所示，导体棒ABAB靠近带正电的导体靠近带正电的导体QQ放置用手接触放置用手接触B B端，移去手指再移去端，移去手指再移去QQ，ABAB带何种电荷带何种电荷 _ _ 若手的接触点若手的接触点改在改在A A端，情况又如何端，情况又如何_ _ 。负电荷负电荷负电荷负电荷小小 结结1 1、自然界存在两者电荷、自然界存在两者电荷（

14、1 1）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷）正电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷 （2 2）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷）负电荷：毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷2 2、使物体带电的方式带电方式、使物体带电的方式带电方式(1)(1)摩擦起电：摩擦起电： 电子从一个物体转移到另一个物体电子从一个物体转移到另一个物体(2)(2)接触起电：电荷从一个物体转移到另一个物体接触起电：电荷从一个物体转移到另一个物体(3)(3)感应起电：电荷从物体的一部分转移到另一部分感应起电：电荷从物体的一部分转移到另一部分 规律：规律：近异远同近异远同 3 3、电荷守恒定律：一个与外界没有电荷交换的系统，、电荷守

15、恒定律：一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变。电荷的代数和总是保持不变。.1060.1419称为元电荷电荷量、元电荷：Ce.5的整数倍，或者是或者等于，所有带电体的电荷量均为、电子和质子的电荷量eee1 1、使一个物体带电的方式有三种，它们是、使一个物体带电的方式有三种，它们是 、 和和 ，在这三种方式中，电荷既没有被创造，也没有被消灭，只是在这三种方式中，电荷既没有被创造，也没有被消灭，只是从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分移到另从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分移到另一部分，而且电荷的总量不变，这个结论也被称之为一部分，而且电荷的总量不变，这个结论

16、也被称之为 定定律。律。2 2、将不带电的导体、将不带电的导体A A和带有负电荷的导体和带有负电荷的导体B B接触后，在导体接触后，在导体A A中中的质子数的质子数 （ ）A A增加增加 B B减少减少 C C不变不变 D D先增加后减少先增加后减少3 3、在原子物理中，常用元电荷作为电量的单位，元电荷的电量、在原子物理中，常用元电荷作为电量的单位，元电荷的电量为为_ _ ；一个电子的电量为；一个电子的电量为_ _ _ _ ，一个质，一个质子的电量为子的电量为_ _ ；任何带电粒子，所带电量或者等；任何带电粒子，所带电量或者等于电子或质子的电量，或者是它们电量的于电子或质子的电量，或者是它们电

17、量的_最早测出最早测出元电荷的数值的是美国物理学家元电荷的数值的是美国物理学家 ，这位科学家还测出，这位科学家还测出了电子电量和质量的比值，叫做电子的了电子电量和质量的比值，叫做电子的 。4 4、把两个完全相同的金属球、把两个完全相同的金属球A A和和B B接触一下，再分开一段距离，接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则发现两球之间相互排斥，则A A、B B两球原来的带电情况可能是两球原来的带电情况可能是 （ ） A A带有等量异种电荷带有等量异种电荷 B B带有等量同种电荷带有等量同种电荷 C C带有不等量异种电荷带有不等量异种电荷 D D一个带电，另一个不带电一个带电，另一个不

18、带电课堂练习课堂练习CBCD摩擦起电摩擦起电感应起电感应起电接触带电接触带电电荷守恒定律电荷守恒定律1.61019 C 1.61019 C 1.61019 C 整数倍整数倍 密立根密立根比荷比荷5 5、有、有A A、B B、C C三个塑料小球，三个塑料小球，A A和和B B，B B和和C C，C C和和A A间都是相互间都是相互吸引的，如果吸引的，如果A A带正电，则带正电，则 （ ）A A B B、C C球均带负电球均带负电 B B B B球带负电，球带负电，C C球带正电球带正电C C B B、C C球中必有一个带负电，而另一个不带电球中必有一个带负电，而另一个不带电 D D B B、C

19、C球都不带电球都不带电6 6、用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属、用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球小球a a（图（图1 1），然后用手指瞬间接触一下金属杆），然后用手指瞬间接触一下金属杆c c后拿开橡胶后拿开橡胶棒，这时验电器小球棒，这时验电器小球A A和金箔和金箔b b的带电情况是的带电情况是 （ ）A Aa a带正电，带正电，b b带负电带负电B Ba a带负电，带负电，b b带正电带正电C Ca a、b b均带正电均带正电D Da a、b b均带负电均带负电E Ea a、b b均不带电均不带电课堂练习课堂练习C CC C7 7、图、图7 7中中A

20、 A、B B是两个不带电的相同的绝缘金属球，它们靠近带是两个不带电的相同的绝缘金属球，它们靠近带正电荷的金球正电荷的金球C C在下列情况中，判断在下列情况中，判断A A、B B两球的带电情况：两球的带电情况：（1 1）A A、B B接触后分开，再移去接触后分开，再移去C C， 则则A_A_，B_B_；（2 2）A A、B B接触，先移去接触，先移去C C后，再把后，再把ABAB分开，分开， 则则A_A_，B_B_（3 3）A A、B B接触，用手指瞬间接触接触，用手指瞬间接触B B后再移去后再移去C C， 则则A_A_， B_B_；8 8、某人做静电感应实验，有下列步骤及结论：、某人做静电感应

21、实验，有下列步骤及结论：把不带电的绝把不带电的绝缘导体球甲移近带负电的绝缘导体球乙，但甲、乙两球不接缘导体球甲移近带负电的绝缘导体球乙，但甲、乙两球不接触。触。用手指摸甲球。用手指摸甲球。手指移开。手指移开。移开乙球。移开乙球。甲球带甲球带正电。正电。甲球不带电。下列操作过程和所得结论正确的有甲球不带电。下列操作过程和所得结论正确的有（ ） A.A. B. B. C. C. D. D.课堂练习课堂练习正电正电负电负电不带电不带电不带电不带电负电负电负电负电BCBC1.2库仑定律教学目标教学目标v（一）知识与技能（一）知识与技能v1掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念，理解库仑定律的含义及其公式表

22、达，知道静电力常量v2会用库仑定律的公式进行有关的计算v3知道库仑扭秤的实验原理v（二）过程与方法（二）过程与方法v通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素，再得出库仑定律v（三）情感态度与价值观（三）情感态度与价值观v培养学生的观察和探索能力v重点：重点：掌握库仑定律v难点：难点：会用库仑定律的公式进行有关的计算v教具教具：库仑扭秤(模型或挂图)既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间相互作用力的大小决定于那些因素呢相互作用力的大小决定于那些因素呢同种电荷相互排斥、同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引异种电荷相互吸引。早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相

23、早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互作用的定性规律互作用的定性规律,定量讨论电荷间相互定量讨论电荷间相互作用则是两千年后的法国物理学家库仑作用则是两千年后的法国物理学家库仑.库仑做了大量实验库仑做了大量实验,于于1785年得出了库仑年得出了库仑定律定律.影响两点电荷间作用力的因素：距离和电荷量 实验表明，电荷之间的作用力随着电荷量的增大而增大，随着距离的增大而减小。库仑定律1.swf库仑定律2.swf库仑定律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，作荷量的乘积成正比，与它们的距离的二

24、次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。用力的方向在它们的连线上。电荷间相互作用力叫做电荷间相互作用力叫做静电力静电力或或库仑力库仑力.大小：大小：122q qFkr 适用范围：适用范围：1.真空中；真空中； 2.点电荷点电荷.其中其中K叫静电力常量：叫静电力常量：k=9.0109Nm2/C2是由实验测定出来的是由实验测定出来的 点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象，点电荷是实际带电体在一定条件下的抽象，是为了简化某些问题的讨论而引进的一个理是为了简化某些问题的讨论而引进的一个理想化的模型。在研究带电体间的相互作用时，想化的模型。在研究带电体间的相互作用时，如果带电体之间的距离远大于它们本身的

25、大如果带电体之间的距离远大于它们本身的大小以致电体的形状、大小以及电荷分布状小以致电体的形状、大小以及电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响甚小，这样况对它们之间相互作用力的影响甚小，这样的带电体就可以看作带电的点，并称它为点的带电体就可以看作带电的点，并称它为点电荷。但点电荷本身的线度不一定很小，它电荷。但点电荷本身的线度不一定很小，它所带的电量也可以很大。点电荷这个概念与所带的电量也可以很大。点电荷这个概念与力学中的力学中的“质点质点”类似。类似。 点电荷点电荷典型例题例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（如体

26、积小于1）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答案：A、B、D 从例题可以看出：电子和质子的静电力是它们间万有引力的2.31039倍.正因如此,以后在研究带电微粒间相互作用时,经常忽略万有引力. 库仑定律和万有引力定律都遵从平方反比规律,人们至今还不能说明它们的这种相似性,物理学家还在继续研究.典型例题例2、例3、图1.2-3库仑扭秤库仑的实验 库伦做实验用的装置叫做库伦扭秤。库伦做实验用的装置叫做库伦扭秤。如图，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，如图，细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个带电的金属小球

27、棒的一端是一个带电的金属小球A，另，另一端有一个不带电的球与一端有一个不带电的球与A球的重力平球的重力平衡。当把另一个带电的小球衡。当把另一个带电的小球C插入容器插入容器并使它靠近并使它靠近A时，时，A和和C之间的作用力使之间的作用力使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度可以比悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小。较力的大小。1、保持、保持A、C两球的带电量不变，改变两球的带电量不变，改变A、C之间的距离之间的距离r，记录每次悬丝扭转的角，记录每次悬丝扭转的角度度,便可以找到力便可以找到力F与距离与距离r的关系。的关系。2、保持、保持A、C两球之间的距离两球之间的距离r不变，改不变，改变变A、

28、C的带电量的带电量q1和和q2，记录每次悬丝，记录每次悬丝扭转的角度扭转的角度,便可以找到力便可以找到力F与与q1和和q2的关的关系。系。1.F1.F与与r r有关有关 2.F与与q有关有关 库仑的实验研究方法：研究方法：控制变量法控制变量法. .库仑扭秤1.avi库仑扭秤3.avi结论：保持两球上的电量不变，改变两球之间结论：保持两球上的电量不变，改变两球之间的距离的距离r，从实验结果中库仑得出静电力与距离，从实验结果中库仑得出静电力与距离的平方成反比，即的平方成反比，即 F1/r2库仑扭秤1.avi库仑扭秤2.avi结论：保持两球间的距离不变，改变两球的带结论：保持两球间的距离不变，改变两

29、球的带电量，从实验结果中库仑得出静电力与电量的电量，从实验结果中库仑得出静电力与电量的乘积成正比，即乘积成正比，即 F q1q2典型例题例2、下列说法中正确的是：A . .点电荷就是体积很小的电荷B . .点电荷就是体积和带电量都很小 的带电体C . .根据 可知，当r 0 时，F D . .静电力常量的数值是由实验得到的122q qFkr 答案：D 1.3电场强度教学目标教学目标v（一）知识与技能（一）知识与技能v1知道电荷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物质形态v2理解电场强度的概念及其定义式，会根据电场强度的定义式进行有关的计算，知道电场强度是矢量，知道电场强度

30、的方向是怎样规定的v3能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算v4知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算一、电场一、电场 1 1、你在不接触的情况下要对某一同学施力，、你在不接触的情况下要对某一同学施力，会采用什么办法？会采用什么办法？力可通过某种力可通过某种“媒介媒介”来传递来传递2 2、你认为力有没有可能在、你认为力有没有可能在“不接触不接触”、而又、而又“无媒介无媒介”传递的情况下发生在物体之间？传递的情况下发生在物体之间？ 力不可能是力不可能是“超距作用超距作用” 力要么通过直接接触来施加，要么通过力要么通过直接接触来施加，要么通过“

31、媒介媒介”来传递来传递 传递力的媒介物有的看不见，被称为传递力的媒介物有的看不见，被称为“场场” 重力是通过所谓重力是通过所谓“重力场重力场”来传递的来传递的 电荷周围空间存在着一种特殊的物质叫电电荷周围空间存在着一种特殊的物质叫电场，它起着传递场，它起着传递“电力电力”的作用的作用 “场场”是物质存在的一种形式是物质存在的一种形式电荷电荷电场电场电荷电荷用电场的观点解释电荷之间的作用：用电场的观点解释电荷之间的作用：电场对电荷的作用力叫电场力电场对电荷的作用力叫电场力1、如图表示电荷、如图表示电荷A和电荷和电荷B通过电场传递相互作用力。针对这通过电场传递相互作用力。针对这个情形，正确的是个情

32、形，正确的是A电荷电荷B受电场力的作用，自身也激发电场受电场力的作用，自身也激发电场B撤去撤去B ，电荷，电荷A激发的电场就不存在了激发的电场就不存在了C电荷电荷A的电场和电荷的电场和电荷B的电场是不同的特殊物质的电场是不同的特殊物质D电荷电荷A和电荷和电荷B都可以激发电场，都可以激发电场，而且它们还可以叠加成一个新的电场而且它们还可以叠加成一个新的电场2.关于电场，下列说法正确的是关于电场，下列说法正确的是A电场虽然没有静止质量，但它是一种客观电场虽然没有静止质量，但它是一种客观 存在的特殊物质形态存在的特殊物质形态B我们虽然不能用手触摸到电场的存在，却可以用试探电荷我们虽然不能用手触摸到电

33、场的存在，却可以用试探电荷 去探测它的存在和强弱去探测它的存在和强弱C电场既可以存在于绝缘体中，也可以存在于导体中电场既可以存在于绝缘体中，也可以存在于导体中D在真空中，电荷无法激发电场在真空中，电荷无法激发电场巩固训练：巩固训练：ADABC二、电场的描述二、电场的描述 电场最基本的特性，就是对处于场中的电电场最基本的特性，就是对处于场中的电荷施加电场力的作用荷施加电场力的作用对电场的对电场的“特性特性”，可用，可用“试探电荷试探电荷”来研来研究：究： 1 1、同一试探电荷在电场不同位置所受电场力、同一试探电荷在电场不同位置所受电场力大小、方向一般各不相同，这说明什么？大小、方向一般各不相同，

34、这说明什么？2 2、不同的电荷在电场的同一点上受电场力大、不同的电荷在电场的同一点上受电场力大小不同，这说明什么？小不同，这说明什么？电场中不同点的强弱不同，且存在方向性电场中不同点的强弱不同，且存在方向性电场的强弱不能用电场力来描述电场的强弱不能用电场力来描述3 3、以点电荷的电场为例，试计算这一电场某、以点电荷的电场为例，试计算这一电场某点的试探电荷所受电场力与这个电荷的电量之比？点的试探电荷所受电场力与这个电荷的电量之比？改变电荷的电量，这个比值改变吗？在不同的点，改变电荷的电量，这个比值改变吗？在不同的点，这个比值相同吗？这个比值能体现电场的强弱吗？这个比值相同吗？这个比值能体现电场的

35、强弱吗？ 定义：定义：在电场中某一点，试探电荷所受电场力在电场中某一点，试探电荷所受电场力的大小与这个电荷的电量的比值，叫电场在这一点的大小与这个电荷的电量的比值，叫电场在这一点的电场强度，简称的电场强度，简称“场强场强” 公式：公式： EFq是矢量：是矢量：与正点电荷受力方向一致与正点电荷受力方向一致 单位：单位： SI制中：为制中：为 NC 电场强度是描述电场强弱和方向的物理量，电场强度是描述电场强弱和方向的物理量，它由电场自身决定，实际它与试探电荷无关它由电场自身决定，实际它与试探电荷无关4 4、你能借助于库仑定律导出点电荷电场中、距、你能借助于库仑定律导出点电荷电场中、距这一点电荷为这

36、一点电荷为r r处的电场强度的计算式吗？处的电场强度的计算式吗？ 点电荷场强计算式：点电荷场强计算式： EkQr2它只适用于点电荷场强的计算！它只适用于点电荷场强的计算！5 5、若空间同时存在着几个点电荷，你认为这时、若空间同时存在着几个点电荷，你认为这时在空间某处的电场强度如何计算？在空间某处的电场强度如何计算？分别独立的计算出每个点电荷在该处的场强，分别独立的计算出每个点电荷在该处的场强，再求再求“矢量和矢量和”，这叫，这叫“电场的叠加原理电场的叠加原理”6 6、如果一个带电体不能看作点电荷，你有办法、如果一个带电体不能看作点电荷，你有办法计算它在空间某处的电场强度吗？计算它在空间某处的电

37、场强度吗？借助电场的叠加原理：先借助电场的叠加原理：先“微分微分”，再，再“叠叠加加”1、电场强度的定义式为、电场强度的定义式为E=F/q，则，则A、它只适用于点电荷产生的电场、它只适用于点电荷产生的电场B、无论检验电荷的、无论检验电荷的q值如何变化，值如何变化，F与与q的比值对电场中同一点来的比值对电场中同一点来讲是不变的讲是不变的C、电场中某点的场强与放在该点的检验电荷所受的电场力成正比、电场中某点的场强与放在该点的检验电荷所受的电场力成正比D、场强方向与检验电荷的极性有关、场强方向与检验电荷的极性有关巩固训练：巩固训练：2、下列关于场强的说法正确的是：、下列关于场强的说法正确的是：A、公

38、式、公式E=F/q不只适用于真空中的电场不只适用于真空中的电场B、公式、公式E=kQ/r2中的中的Q是放入电场中试探电荷的电量是放入电场中试探电荷的电量C、在一个以点电荷、在一个以点电荷Q为中心，为中心，r为半径的球面上，各处的场强都相为半径的球面上，各处的场强都相同同D、空间某点的电场强度、空间某点的电场强度E与放在该处的试探电荷所受的电场力与放在该处的试探电荷所受的电场力F成正比，与试探电荷的电荷量成正比，与试探电荷的电荷量q成反比成反比AB3、真空中有一电场，在电场中的、真空中有一电场，在电场中的P点放一电荷量为点放一电荷量为410-9C的检验电荷，它受到的电场力为的检验电荷，它受到的电

39、场力为210-5N，则，则P点的场强为点的场强为_NC。把检验电荷的电荷量减小为。把检验电荷的电荷量减小为2109C，则检，则检验电荷所受到的电场力为验电荷所受到的电场力为_N。如果把这个检验电荷取。如果把这个检验电荷取走，则走，则P点的电场强度为点的电场强度为_NC。5103110-551034、如图，、如图，A、B两点分别放有两点分别放有+210-8C和和-210-8C两个点电两个点电荷，相距荷，相距60cm，试求：，试求：（1）AB连线中点连线中点O的场强；的场强；（2）AB延长线上离延长线上离B点距离为点距离为30cm的的M点的场强；点的场强；（3）AB连线的垂直平分线上离开连线的垂直

40、平分线上离开O点距离为点距离为30cm处的处的P点的点的场强。场强。 A+Q B-Q（1）4103N/C，方向沿，方向沿AB连线向右；连线向右；（2）1.78103N/C，方向由，方向由M指向指向B点；点；（3）1.4103N/C，方向平行于，方向平行于AB向右。向右。若若A、B都是正点荷，以上问题又如何？都是正点荷，以上问题又如何？三、电场线三、电场线 电场线可形象描述电场电场线可形象描述电场电场的强弱：电场的强弱：用电场线的疏密程度来体现用电场线的疏密程度来体现电场的方向：电场的方向：与曲线的切线方向一致与曲线的切线方向一致 由正点荷发出，终止于负电荷由正点荷发出，终止于负电荷 任意两条电

41、场线不相交任意两条电场线不相交几种几种典型电场的电场线的分布典型电场的电场线的分布 匀强电场：匀强电场：场中各点电场强度大小、方向场中各点电场强度大小、方向都相同，电场线为等距的平行直线都相同，电场线为等距的平行直线1、关于电场线的说法，正确的是、关于电场线的说法，正确的是A、电场是客观存在的物质，但电场线是人为引入的、电场是客观存在的物质，但电场线是人为引入的B、电场线越密的地方，同一电荷所受电场力越大、电场线越密的地方，同一电荷所受电场力越大C、静电场的电场线不可能是闭合的、静电场的电场线不可能是闭合的D、电场中的任意两条电场线绝不相交、电场中的任意两条电场线绝不相交2、下列说法错误的是、

42、下列说法错误的是A、电场线就是初速度为、电场线就是初速度为0的带电粒子在电场中运动的的带电粒子在电场中运动的 轨迹轨迹B、电场线的方向，就是电荷受力的方向、电场线的方向，就是电荷受力的方向C、沿电场线方向，电场强度越来越小、沿电场线方向，电场强度越来越小D、正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动、正电荷只在电场力作用下一定沿电场线运动巩固训练：巩固训练：ABCDABCD4、一带电粒子在如图所示的电场中的运、一带电粒子在如图所示的电场中的运动轨迹如图中虚线动轨迹如图中虚线AB，据图可作出下列，据图可作出下列判断，正确的是判断，正确的是 A、粒子带正电、粒子带正电B、电场在、电场在A点的场强比点的

43、场强比B点大点大C、粒子在、粒子在A点的加速度比点的加速度比B点大点大D、粒子通过、粒子通过A点时的动能比通过点时的动能比通过B点时大点时大3、如图所示为某一点电荷、如图所示为某一点电荷Q产生的电场中的一条电场线，产生的电场中的一条电场线，A、B为电场线上的两点，一电子以某一速度沿电场线由为电场线上的两点，一电子以某一速度沿电场线由A运动到运动到B的过程中，动能增加，则可以判断的过程中，动能增加，则可以判断A、电场线方向由、电场线方向由B指向指向AB、场强大小、场强大小EAEBC、若、若Q为负电荷，则为负电荷，则Q在在B点右侧点右侧D、Q不可能为正电荷不可能为正电荷ABAABCD5、在等量异种

44、点电荷连线及其中、在等量异种点电荷连线及其中垂线上有对称点垂线上有对称点AB和和CD，如图，如图，下列说法正确的是下列说法正确的是AEAEB，两者方向相同，两者方向相同BECED，两者方向相同，两者方向相同CECEE，两者方向相同，两者方向相同DEAEC，两者方向相同，两者方向相同BCD6、如图所示，点电荷、如图所示，点电荷Q固定，固定，虚线是带电量为虚线是带电量为q的微粒的运的微粒的运动轨迹，微粒的重力不计，动轨迹，微粒的重力不计，a、b是轨迹上的两个点，是轨迹上的两个点，b离离Q较较近，下列判断正确的是近，下列判断正确的是AQ与与q的带电一定是一正一负的带电一定是一正一负B不管不管Q带什么

45、性质的电荷，带什么性质的电荷，a点的场强一定比点的场强一定比b点的小点的小C微粒通过微粒通过a、b两点时，加速度方向都是指向两点时，加速度方向都是指向QD微粒通过微粒通过a时的速率比通过时的速率比通过b时的速率大时的速率大ABC小结：小结：电场电场电场最基本的特性电场最基本的特性电场是物质的一种形式电场是物质的一种形式电场强度电场强度电场强度的定义电场强度的定义电场的叠加原理电场的叠加原理点电荷的电场强度点电荷的电场强度电场线电场线电场线对电场的描述电场线对电场的描述常见电场的电场线分布常见电场的电场线分布作业：1、课本、课本p14：1、2、3（做在书上）（做在书上）2、金榜、金榜p813：自

46、测自评、知能演练：自测自评、知能演练常见的几种电场线的分布情况常见的几种电场线的分布情况:1.4电势能和电势教学目标教学目标（一）知识与技能（一）知识与技能 1、理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。2、理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。（二）过程与方法（二）过程与方法 通过与前面知识的结合，理解电势能与静电力做的功的关系，从而更好的了解电势能和电势的概念。（三（三）情感态度与价值观 尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相 关的实际问题，增

47、强科学探究的价值观。重点：重点：理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。难点：难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。EF+qAB1.1.点电荷点电荷q q在电场中由静止释放在电场中由静止释放, ,将如何运动将如何运动? ?2.2.能否从能量的角度解释动能的增加能否从能量的角度解释动能的增加? ?MEW = F|AB| cos = q Eq E|AM|AM|1.1.将电荷将电荷q q从从A A沿直线移至沿直线移至B:B:AB+q q+q qFMEAB2.2.将电荷将电荷q q从从A A沿折线移至沿折线移至B:B:对对AM:AM:W1 = q E |AM|对对MB:MB:W2 =

48、0对全程对全程: : W = W1 + W2= q E|AM|+q qF+q qF3.3.将电荷将电荷q q从从A A沿曲线移至沿曲线移至B:B:MEAB+q qFEAB+q qF+q qF+q qF+q qFW = W1 + W2 + W3 + = q E|AM|W1 = q E x1W2 = q E x2W3 = q E x3 Mx1 + x2 + x3 +=?X1x24.4.将电荷将电荷q q从从A A沿其它曲线移至沿其它曲线移至B B，静电力，静电力做功？做功？5. 5. 如果移动负电荷，如果移动负电荷，1414结论又如何？结论又如何？MEABq qFB+MAFq q+ 在在匀强电场匀

49、强电场中移动电荷时中移动电荷时,静电力静电力做的功与电荷经过的做的功与电荷经过的路径无关路径无关,与电荷与电荷的的起始起始位置和位置和终止终止位置有关（位置有关（与初、与初、末两点在末两点在电场线上的距离电场线上的距离有关）。有关）。这个结论适合于其这个结论适合于其它电场吗？它电场吗？(对于对于非匀强电场非匀强电场也适用也适用)hABCmg mg mg 1.1.在这三次情况下：重力做功关系？在这三次情况下：重力做功关系？2.WG = m g h3.3.可以引进可以引进重力势能重力势能的概念的概念1. 1. 因为在电场中移动电荷时因为在电场中移动电荷时静电力做功静电力做功与与移动路径无关移动路径

50、无关, ,所以电荷在电场中有所以电荷在电场中有电势能电势能(Ep)(Ep)下列电荷在电场中移动时下列电荷在电场中移动时, ,静电力做什么功静电力做什么功? ?电荷的电势能如何变化电荷的电势能如何变化? ?若在电场中移动的是负电荷呢若在电场中移动的是负电荷呢? ?EABAB+FF+E-FF 因为在电场中移动电荷时因为在电场中移动电荷时静电力做功静电力做功与与移动路径无关移动路径无关, ,所以电荷在电场中所以电荷在电场中有有电势能电势能(Ep)(Ep)2.2.静电力对电荷做静电力对电荷做正功正功 , , 电荷的电势能电荷的电势能减少减少 。( (负功负功) )WWF F = E = EP1P1 -

51、 E - EP2P2 = - = - E EP P(增加增加)静电力做的功等于电势能的静电力做的功等于电势能的减少量减少量. .有一电荷量有一电荷量q=-3q=-31010-6-6C C的点电荷的点电荷, ,从电场中从电场中的的A A点移到点移到B B点时点时, ,克服静电力做功克服静电力做功6 61010-4-4J,J,从从B B点移到点移到C C点时静电力做功点时静电力做功9 91010-4-4J.J.问问: :1.1.以以B B为零势能点，电荷为零势能点，电荷A A点时的电势能点时的电势能E EPA1PA1是多少是多少? ?2.2.如选取如选取C C点的电势能为零点的电势能为零, ,则电

52、荷则电荷A A点时的点时的电势能电势能E EPA2PA2又是多少又是多少? ? 因为在电场中移动电荷时因为在电场中移动电荷时静电力做功静电力做功与与移动路移动路径无关径无关, ,所以电荷在电场中有所以电荷在电场中有电势能电势能(Ep)(Ep)2.2.静电力对电荷做静电力对电荷做正功正功 , , 电荷的电势能电荷的电势能减少减少 。( (负功负功) )WWF F = E = EP1P1 - E - EP2P2 = - = - E EP P(增加增加)静电力做的功等于电势能的静电力做的功等于电势能的减少量减少量. .3.3.电势能具有相对性电势能具有相对性, ,电荷在某点的电势能电荷在某点的电势能

53、, ,等于静电等于静电力力把它从该点移动到零势能位置时把它从该点移动到零势能位置时所做的功。所做的功。 (通常把离场源通常把离场源无限远处无限远处或或大地表面大地表面的的电势能规定为零电势能规定为零)1.1.若在若在ABAB两点间分别移动正、负电荷，请比较电两点间分别移动正、负电荷，请比较电荷电势能的变化荷电势能的变化MEABL+q qFE EPAPA = q E L COS = q E L COS2.2.若取若取B B点的电势能为零点的电势能为零, ,则则A A点的电势能为多少点的电势能为多少? ?3.3.点电荷的电量为点电荷的电量为2q2q、3q3q、 则则A A点的电势能为多少点的电势能

54、为多少? ?4.4.分析分析E EPAPA/q/q一定吗？一定吗？E EPAPA / q = E L COS / q = E L COS5.5.点电荷的电量为点电荷的电量为-q-q、-2q-2q、 -3q-3q、 则则A A点的电点的电势能为多少势能为多少? ?电势能与电量的比值为多少电势能与电量的比值为多少? ?电荷在电场中某一点的电势能电荷在电场中某一点的电势能与与它的电荷量的比值它的电荷量的比值qEP1 V = 1 J/C1. 1. 定义定义: :2. 2. 公式公式: :3. 3. 单位单位: : 伏特伏特(V)(V) ( (计算时要代入正负号计算时要代入正负号) )1. 电势具有电势

55、具有相对性相对性,确定电势确定电势,应先规定应先规定电场中某处的电势为零电场中某处的电势为零.( .(通常规定离场通常规定离场源电荷源电荷无限远处无限远处或或大地大地的电势为零的电势为零.) .)结论：结论：此比值与电荷的电量此比值与电荷的电量 、电性都无关，是定值！电性都无关，是定值！ 例例3. 将一电量为将一电量为 的点电荷的点电荷从电场外一点从电场外一点P移至电场中某点移至电场中某点A, 电场力电场力做做 功功 ,求求A点的电势点的电势.cq6102J5104解解: 场外一点场外一点P的电势为的电势为0pJWEPA5104VVqEPAA2010210465从从P A,电场力做的功电场力做

56、的功 PAEW 点评点评: :计算电势首先要规定计算电势首先要规定零电势处零电势处, ,且电势可以为负且电势可以为负. .2. 2. 电势是电势是标量标量, ,有正负有正负, ,数值取决于数值取决于零零电势电势的选取的选取.(.(负电势表示该处的负电势表示该处的电势电势比比零电势处零电势处电势电势低低.).)1. 1. 电势具有电势具有相对性相对性, ,确定电势确定电势, ,应先规应先规定电场中某处的电势为零定电场中某处的电势为零.(.(通常规定离通常规定离场源电荷场源电荷无限远处无限远处或或大地大地的电势为零的电势为零.).)3.3.沿着电场线方向沿着电场线方向, ,电势降低电势降低. .1

57、.5电势差教学目标教学目标v（一）知识与技能（一）知识与技能v 理解掌握电势差的概念、定义式与应用。v过程与方法过程与方法v 结合电势、电势能、静电力做功，通过对比让学生深入理解电势差及其之间的关系v情感态度与价值观情感态度与价值观v 培养学生对比的学习方法，培养学生的逻辑能力v重点：重点：理解掌握电势差的概念、定义式。v难点：难点：根据电势差的定义式进行有关计算。高度高度具有相对性，与具有相对性，与参考点的选择有关参考点的选择有关，而而高度差高度差与与参考点的选择无关参考点的选择无关。A BCD0V1V2V3VE0V1V2V-1V电势电势具有相对性，与具有相对性，与参考点的选择有关参考点的选

58、择有关，而而电势的差值电势的差值与与参考点的选择参考点的选择有无关系呢有无关系呢? ?电势差电势差( (电压电压):):电场中两点间电势的电场中两点间电势的差值差值. .BA设电场中设电场中A A点的电势为点的电势为，B B点的电势为点的电势为ABABU则有则有A BCD0V1V2V3VE0V1V2V-1V电势电势具有相对性，与具有相对性，与参考点的选择有关参考点的选择有关，而而电势差电势差与与参考点的选择参考点的选择无关系无关系. .ABABUABBAUABABUU或者表示成或者表示成显然显然 电荷电荷q q从电场中从电场中A A点移到点移到B B点，点，AB)(BAqPBPAABEEWBA

59、qqBAABqUWqWUABBA即即或或1 1、U UABAB由什么决定？跟由什么决定？跟WWABAB、q q有关吗？有关吗？2 2、WWABAB跟跟q q、U UABAB有关吗？有关吗？跟跟q、UAB都有关都有关 由电场本身的因素决定由电场本身的因素决定, ,与与W WAB AB 、q q无无关关1 1、在如图所示的电场中，把点电荷、在如图所示的电场中，把点电荷q q=+2=+21010-11-11C C，由，由A A点移到点移到B B点，电场点，电场力做功力做功W WABAB=4=41010-11-11J J。A A、B B两点间的两点间的电势差电势差U UABAB等于多少？等于多少？B

60、B、A A两点间的电两点间的电势差势差U UBABA等于多少？等于多少？ 2 2、如图所示的电场中，、如图所示的电场中，A A、B B两点间两点间的电势差的电势差U UABAB=20 V=20 V，将点电荷，将点电荷q q= -= -2 21010-9-9C C，由，由A A点移到点移到B B点，静电力所点，静电力所做的功是多少做的功是多少 ？ 3 3、电场中、电场中A A、B B两点的电势是两点的电势是A A= =800 800 V V， B B= = -200 V -200 V，把电荷，把电荷q q= -= -1.51.51010-8-8C C由由A A点移到点移到B B点，电场力做点，电