教科版高中物理选修3-1全册学案【教案】

1、第一章静电场第1节电荷及其守恒定律要点一三种起电方式的区别和联系摩擦起电感应起电接触起电产生及条件两不同绝缘体摩擦时导体靠近带电体时带电导体和导体接触时现象两物体带上等量异种电荷导体两端出现等量异种电荷，且电性与原带电体“近异远同”导体上带上与带电体相同电性的电荷原因不同物质的原子核对核外电子的束缚力不同而发生电子转移导体中的自由电子受到带正(负)电物体吸引(排斥)而靠近(远离)电荷之间的相互排斥实质电荷在物体之间和物体内部的转移要点二接触起电的电荷分配原则两个完全相同的金属球接触后电荷会重新进行分配，如图112所示电荷分配的原则是：两个完全相同的金属球带同种电荷接触后平分原来所带电荷量的总和

2、；带异种电荷接触后先中和再平分图1121.“中性”与“中和”之间有联系吗？“中性”和“中和”是两个完全不同的概念，“中性”是指原子或者物体所带的正电荷和负电荷在数量上相等，对外不显电性，表现为不带电的状态可见，任何不带电的物体，实际上其中都带有等量的异种电荷；“中和”是指两个带等量异种电荷的物体，相互接触时，由于正负电荷间的吸引作用，电荷发生转移，最后都达到中性状态的一个过程2电荷守恒定律的两种表述方式的区别是什么？(1)两种表述：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；在转移的过程中，电荷的总量保持不变一个与外界没有电荷交换的系统，电荷

3、的代数和总是保持不变的(2)区别：第一种表述是对物体带电现象规律的总结，一个原来不带电的物体通过某种方法可以带电，原来带电的物体也可以使它失去电性(电的中和)，但其实质是电荷的转移，电荷的数量并没有减少第二种表述则更具有广泛性，涵盖了包括近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵守的规律，近代物理实验发现，由一个高能光子可以产生一个正电子和一个负电子，一对正负电子可同时湮灭，转化为光子在这种情况下，带电粒子总是成对产生或湮灭，电荷的代数和不变，即正负电子的产生和湮灭与电荷守恒定律并不矛盾.一、电荷基本性质的理解【例1】 绝缘细线上端固定，图113下端悬挂一个轻质小球a，a的表面镀有铝膜；在a的近旁有

4、一绝缘金属球b，开始时，a、b都不带电，如图113所示现使a、b分别带正、负电，则()Ab将吸引a，吸引后不放开Bb先吸引a，接触后又与a分开Ca、b之间不发生相互作用Db立即把a排斥开答案B解析因a带正电，b带负电，异种电荷相互吸引，轻质小球a将向b靠拢并与b接触若a、b原来所带电荷量不相等，则当a与b接触后，两球先中和一部分原来电荷，然后将净余的电荷重新分配，这样就会带上同种电荷(正电或负电)，由于同种电荷相互排斥，两球将会被排斥开若a、b原来所带电荷量相等，则a、b接触后完全中和而都不带电，a、b自由分开二、元电荷的理解【例2】 关于元电荷的下列说法中正确的是()A元电荷实质上是指电子和

5、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e1019 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答案BCD解析元电荷实际上是指电荷量，数值为1019 C，不要误以为元电荷是指某具体的带电物质，如电子元电荷是电荷量值，没有正负电性的区别宏观上所有带电体的电荷量一定是元电荷的整数倍元电荷的具体数值最早是由密立根用油滴实验测得的，测量精度相当高.1.在图111中的同学的带电方式属于()A接触起电B感应起电C摩擦起电 D以上说法都不对答案A解析该演示中采用了接触的方法进行带电，属于接触起电2当把用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球后，金属箔片张开此时，金属

6、箔片所带的电荷的带电性质和起电方式是()A正电荷 B负电荷C接触起电 D感应起电答案AC解析金属箔片的带电性质和相接触的玻璃棒带电性质是相同的金属箔片的起电方式为接触起电3当把用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近验电器的金属球后，金属箔片张开此时，金属箔片所带的电荷的带电性质和起电方式是()A正电荷 B负电荷C感应起电 D摩擦起电答案AC解析注意该题目和上题的区别在该题目中，玻璃棒没有接触到金属球，属于感应起电，和玻璃棒靠近的一端(金属球)带电性质和玻璃棒相反，带负电，和玻璃棒相距较远的一端(金属箔片)带电性质和玻璃棒相同，带正电荷金属箔片的起电方式为感应起电4带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的()

7、A1019 C B1019 CC1018 C D1017 C答案A解析任何带电体的电荷量都只能是元电荷电荷量的整数倍，元电荷电荷量为e1019 C选项A中电荷量为3/2倍，B中电荷量为4倍，C中电荷量为10倍D中电荷量为250倍也就是说B、C、D选项中的电荷量数值均是元电荷的整数倍所以只有选项A是不可能的.题型一 常见的带电方式 如图1所示，图1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()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D金属球A一定带负电思维步步高金属箔片的张角为什么减小？金属箔片上所带电荷的性质和金属球上带电性质有

8、何异同？如果A带正电会怎样？不带电会怎样？带负电会怎样？解析验电器的金箔之所以张开，是因为它们都带有正电荷，而同种电荷相排斥张开角度的大小决定于它们电荷量的多少如果A球带负电，靠近验电器的B球时，异种电荷相互吸引，使金箔上的正电荷逐渐“上移”，从而使两金箔夹角减小如果A球不带电，在靠近B球时，发生静电感应现象使A球电荷发生极性分布，靠近B球的端面出现负的感应电荷，而背向B球的端面出现正的感应电荷A球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用因距离的不同而表现为吸引作用，从而使金箔张角减小答案AB拓展探究如果该题中A带负电，和B接触后张角怎么变化？答案张角变小题型二 电荷守恒定律 有两个完全相同

9、的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电荷量为QA109 C，QB109 C，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？思维步步高为什么要求两个小球完全相同？当带异种电荷的带电体接触后会产生什么现象？接触后各个小球的带电性质和带电荷量有何特点？转移的电子个数和电荷量有什么关系？解析在接触过程中，由于B球带负电，其上多余的电子转移到A球，这样中和A球上的一部分电荷直至B球为中性不带电，同时，由于A球上有净余正电荷，B球上的电子会继续转移到A球，直至两球带上等量的正电荷在接触过程中，电子由球B转移到球A.接触后两小球各自的带电荷量：QAQBeq f(QAQB,2)109109,2)

10、 C109 C共转移的电子电荷量为QQBQB109 C109 C109 C转移的电子数neq f(Q,e)109 C,1019 C)1010个答案电子由球B转移到球A1010个拓展探究如果该题中两个电荷的带电性质相同，都为正电荷，其他条件不变，其结论应该是什么？答案电子由球B转移到球A1010个解析接触后带电荷量平分，每个小球的带电荷量为109 C109 C,2)109 C，转移的电荷量为109 C，转移的电子数为1010个.一、选择题1有一个质量很小的小球A，用绝缘细线悬挂着，当用毛皮摩擦过的硬橡胶棒B靠近它时，看到它们互相吸引，接触后又互相排斥，则下列说法正确的是()A接触前，A、B一定带

11、异种电荷B接触前，A、B可能带异种电荷C接触前，A球一定不带任何电荷D接触后，A球一定带电荷答案BD2如图2所示，图2在真空中，把一个绝缘导体向带负电的球P慢慢靠近关于绝缘导体两端的电荷，下列说法中正确的是()A两端的感应电荷越来越多B两端的感应电荷是同种电荷C两端的感应电荷是异种电荷D两端的感应电荷电荷量相等答案ACD解析由于导体内有大量可以自由移动的电子，当带负电的球P慢慢靠近它时，由于同种电荷相互排斥，导体上靠近P的一端的电子被排斥到远端，从而显出正电荷，远离P的一端带上了等量的负电荷导体离P球距离越近，电子被排斥得越多，感应电荷越多3下列说法正确的是()A摩擦起电是创造电荷的过程B接触

12、起电是电荷转移的过程C玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电D带等量异种电荷的两个导体接触后，电荷会消失，这种现象叫做电荷的湮灭答案B解析在D选项中，电荷并没有消失或者湮灭，只是正负电荷数目相等，表现为中性4为了测定水分子是极性分子还是非极性分子(极性分子就是该分子是不显电中性的，它通过电场会发生偏转，非极性分子不偏转)，可做如下实验：在酸式滴定管中注入适量蒸馏水，打开活塞，让水慢慢如线状流下，将用丝绸摩擦过的玻璃棒接近水流，发现水流向靠近玻璃棒的方向偏转，这证明()A水分子是非极性分子B水分子是极性分子C水分子是极性分子且带正电D水分子是极性分子且带负电答案BD解析根据偏转，可判断出水分子是极性

13、分子；根据向玻璃棒偏转，可以判断出其带负电5在上题中，如果将用毛皮摩擦过的橡胶棒接近水流则()A水流将向远离橡胶棒的方向偏离B水流将向靠近橡胶棒的方向偏离C水流先靠近再远离橡胶棒D水流不偏转答案A解析用毛皮摩擦过的橡胶棒和用丝绸摩擦过的玻璃棒的带电性质相反6有甲、乙、丙三个小球，将它们两两靠近，它们都相互吸引，如图3所示那么，下面的说法正确的是()图3A三个小球都带电B只有一个小球带电C有两个小球带同种电荷 D有两个小球带异种电荷答案D7如图4所示，图4a、b、c、d为四个带电小球，两球之间的作用分别为a吸引d，b排斥c，c排斥a，d吸引b，则关于它们的带电情况()A仅有两个小球带同种电荷B仅

14、有三个小球带同种电荷Cc、d两小球带同种电荷Dc、d两小球带异种电荷答案BD解析根据它们之间的相互吸引和排斥的关系可知a、b、c带同种电荷，d和其它三个小球带电性质不同在解决该题时可以先假设其中一个带电小球的带电性质二、计算论述题8如图5所示，图5将两个气球充气后挂起来，让它们碰在一起，用毛织品分别摩擦两个气球相互接触的地方放开气球后，你可能观察到什么现象？你能解释这个现象吗？答案发现两个气球分开，这是因为两个气球带同种电荷，同种电荷相互排斥，所以会分开9有三个完全一样的绝缘金属球，A球所带电荷量为Q，B、C不带电现要使B球带有eq f(3,8)Q的电荷量，应该怎么办？答案见解析解析由于两个完

15、全相同的金属球接触时，剩余电荷量平均分配，因此，可由以下四种方法：A与C接触分开，再让B与C接触分开，然后A与B接触分开；A与C接触分开，再让A与B接触分开，然后B与C接触分开；A与B接触分开，再让B与C接触分开，然后A与B接触分开；A与B接触分开，再让A与C接触分开，然后B与C接触分开10两块不带电的金属导体A、B均配有绝缘支架，现有一个带正电的小球C.(1)要使两块金属导体带上等量异种电荷，则应如何操作？哪一块带正电？(2)要使两块金属导体都带上正电荷，则应如何操作？(3)要使两块金属导体都带上负电荷，则应如何操作？答案(1)先将两块导体A、B紧靠在一起，然后将带电体C从一端靠近导体，再将

16、两导体分开，最后移走带电体C.远离带电体C的一块带正电(2)先将两块导体A、B紧靠在一起，然后将带电体C接触导体A(或B)，再将导体C移走，再将两导体A、B分开，则A、B都带上了正电(3)先将两块导体A、B紧靠在一起，然后将带电体C从一端靠近导体，用手接触一下A(或B)，再将两导体A、B分开，最后移走带电体C，则A、B都带上了负电第2节库仑定律.要点一 点电荷点电荷：当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响可以忽略不计时，这样的带电体就可以看作带电的点，叫做点电荷(1)点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型，类似于力学中的质

17、点，实际中并不存在(2)一个带电体能否看作点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定，例如，一个半径为10 cm的带电圆盘，如果考虑它和相距10 m处某个电子的作用力，就完全可以把它看作点电荷，而如果这个电子离带电圆盘只有1 mm，那么这一带电圆盘又相当于一个无限大的带电平面要点二 库仑定律的理解1适用条件：适用于真空中的点电荷真空中的电荷若不是点电荷，如图122所示同种电荷时，实际距离会增大，如图(a)所示；异种电荷时，实际距离会减小，如图(b)所示图122的理解:有人根据公式,设想当r0时,得出F的结论从数学角度这是必然的结论，但从物理的角度分析，这一结论是错误的，其原因是，

18、当r0时，两电荷已失去了点电荷的前提条件，何况实际的电荷都有一定的大小和形状，根本不会出现r0的情况，也就是说，在r0时不能再用库仑定律计算两电荷间的相互作用力3计算库仑力的大小与判断库仑力的方向分别进行即用公式计算库仑力的大小时，不必将电荷q1、q2的正、负号代入公式中，而只将电荷量的绝对值代入公式中计算出力的大小，力的方向根据同种电荷相斥、异种电荷相吸加以判断即可4式中各量的单位要统一用国际单位，与k109 Nm2/C2统一5如果一个点电荷同时受到另外的两个或更多的点电荷的作用力，可由静电力叠加的原理求出合力6两个点电荷间的库仑力为相互作用力，同样满足牛顿第三定律.1.库仑定律与万有引力定

19、律相比有何异同点？万有引力定律库仑定律不同点只有引力既有引力又有斥力天体间表现明显微观带电粒子间表现明显都是场力万有引力场电场公式FGeq f(m1m2,r2)Fkeq f(q1q2,r2)条件两质点之间两点电荷之间通过对比我们发现，大自然尽管是多种多样的，但也有规律可循，具有统一的一面规律的表达那么简捷，却揭示了自然界中深奥的道理，这就是自然界和谐多样的美特别提醒(1)库仑力和万有引力是不同性质的力(2)万有引力定律适用时，库仑定律不一定适用2三个点电荷如何在一条直线上平衡？当三个共线的点电荷在库仑力作用下均处于平衡状态时(1)三个电荷的位置关系是“同性在两边，异性在中间”如果三个电荷只在库

20、仑力的作用下且在同一直线上能够处于平衡状态，则这三个电荷一定有两个是同性电荷，一个是异性电荷，且两个同性电荷分居在异性电荷的两边(2)三个电荷中，中间电荷的电荷量最小，两边同性电荷谁的电荷量小，中间异性电荷就距离谁近一些.一、库仑定律的理解【例1】 对于库仑定律，下面说法正确的是()A库仑定律适用于真空中两个点电荷之间的相互作用力B两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律C相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等D当两个半径为r的带电金属球中心相距为4r时，对于它们之间的静电力大小，只取决于它们各自所带的电荷量答案AC解析由库仑定律的适用条件知，选项A正确

21、；两个小球若距离非常近则不能看作点电荷，库仑定律不成立，B项错误；点电荷之间的库仑力属作用力和反作用力，符合牛顿第三定律，故大小一定相等，C项正确；D项中两金属球不能看作点电荷，它们之间的静电力大小不仅与电荷量大小有关，而且与电性有关，若带同种电荷，则在斥力作用下，电荷分布如图(a)所示；若带异种电荷，则在引力作用下电荷分布如图(b)所示，显然带异种电荷时相互作用力大，故D项错误综上知，选项A、C正确二、点电荷的理解【例2】 下列关于点电荷的说法中，正确的是()A只有体积很小的带电体才能看成是点电荷B体积很大的带电体一定不能看成是点电荷C当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电

22、体看成点电荷D一切带电体都可以看成是点电荷答案C解析本题考查点电荷这一理想模型能否把一个带电体看成点电荷，关键在于我们分析时是否考虑它的体积大小和形状能否把一个带电体看作点电荷，不能以它的体积大小而论，应该根据具体情况而定若它的体积和形状可不予考虑时，就可以将其看成点电荷故选C.1.下列关于点电荷的说法正确的是()A点电荷可以是带电荷量很大的带电体B带电体体积很大时不能看成点电荷1020 CD大小和形状对作用力影响可以忽略的带电体可以看作点电荷答案AD2如图123所示，图123两个半径均为r的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离为r，带等量异种电荷，电荷量绝对值均为Q，两球之间的静电力为()A

23、等于keq f(Q2,9r2)B大于keq f(Q2,9r2)C小于keq f(Q2,9r2) D等于keq f(Q2,r2)答案B3(1)通过对氢核和核外电子之间的库仑力和万有引力大小的比较，你能得到什么结论？(2)你怎样确定两个或两个以上的点电荷对某一点电荷的作用力？答案(1)微观粒子间的万有引力远小于库仑力，因此在研究微观带电粒子的相互作用力时，可忽略万有引力(2)两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变因此，两个或两个以上的点电荷对某一个点电荷的作用力等于各点电荷单独对这个电荷的作用力的矢量和4关于库仑扭秤图124问题1：1785年，库仑用自己精心设计的扭秤(如图124所

24、示)研究了两个点电荷之间的排斥力与它们间距离的关系通过学习库仑巧妙的探究方法，回答下面的问题(1)库仑力F与距离r的关系(2)库仑力F与电荷量的关系问题2：写出库仑定律的数学表达式，并说明静电力常量k的数值及物理意义答案问题1：(1)Feq f(1,r2)(2)Fq1q2问题2：Fkeq f(q1q2,r2)，k9109 Nm2/C2.物理意义：两个电荷量为1 C的点电荷，在真空中相距1 m时，它们之间的库仑力为1 N.题型一 库仑定律的应用 如图1所示，两个正电荷q1、q2的电荷量都是3 C，静止于真空中，相距r2 m.图1(1)在它们的连线AB的中点O放入正电荷Q，求Q受的静电力(2)在O

25、点放入负电荷Q，求Q受的静电力(3)在连线上A点左侧的C点放上负点电荷q3，q31 C且AC1 m，求q3所受的静电力思维步步高库仑定律的表达式是什么？在这个表达式中各个物理量的物理意义是什么？在直线上的各个点如果放入电荷q，它将受到几个库仑力的作用？这几个力的方向如何？如何将受到的力进行合成？解析在A、B连线的中点上，放入正电荷受到两个电荷库仑力的作用，这两个力大小相等，方向相反，所以合力为零如果在O点放入负电荷，仍然受到两个大小相等，方向相反的力，合力仍然为零在连线上A的左侧放入负电荷，则受到q1和q2向右的吸引力，大小分别为F1eq f(kq3q1,x2)和F2eq f(kq3q2,(r

26、x)2)，其中x为AC之间的距离C点受力为二力之和，代入数据为31010 N，方向向右答案(1)0(2)0(3)31010 N，方向向右拓展探究在第三问中如果把q3放在B点右侧距离B为1 m处，其他条件不变，求该电荷受到的静电力？答案31010 N方向向左解析求解的方法和第三问相同，只不过电荷在该点受到两个电荷的库仑力的方向都向左，所以合力方向向左，大小仍然是31010 N.在教学过程中，强调不管在O点放什么性质的电荷，该电荷受到的静电力都为零，为下一节电场强度的叠加做好准备另外还可以把电荷q3放在AB连线的中垂线上进行研究. 题型二 库仑定律和电荷守恒定律的结合10161016 C的负电荷，

27、放在真空中相距为10 cm的地方，甲、乙两球的半径远小于10 cm.(1)试求两球之间的静电力，并说明是引力还是斥力？(2)将两个导体球相互接触一会儿，再放回原处，其作用力能求出吗？是斥力还是引力？思维步步高为什么题目中明确两球的直径远小于10 cm？在应用库仑定律时带电体所带电荷的正负号怎样进行处理的？当接触后电荷量是否中和？是否平分？解析(1)因为两球的半径都远小于10 cm，因此可以作为两个点电荷考虑由库仑定律可求：Fkeq f(q1q2,r2)10910161016,2)1019 N两球带异种电荷，它们之间的作用力是引力(2)将两个导体球相互接触，首先正负电荷相互中和，还剩余(4.83

28、.2)1016 C的正电荷，这些正电荷将重新在两导体球间分配，由于题中并没有说明两个导体球是否完全一样，因此我们无法求出力的大小，但可以肯定两球放回原处后，它们之间的作用力变为斥力答案1019 N引力(2)不能斥力拓展探究如果两个导体球完全相同，接触后放回原处，两球之间的作用力如何？答案1021 N斥力解析1016 C，代入数据得两个电荷之间的斥力为F1021 N.两个导体相互接触后，电荷如何分配，跟球的形状有关，只有完全相同的两金属球，电荷才平均分配. 一、选择题1下列说法正确的是()A点电荷就是体积很小的带电体B点电荷就是体积和所带电荷量很小的带电体C 根据F=keq f(q1q2,r2)

29、 可知,当r0时,有FD静电力常量的数值是由实验得出的答案D解析 当r0时,电荷不能再被看成点电荷,库仑定律不成立. 2两个半径相同的金属小球，带电荷量之比为17，相距r，两者相互接触后，再放回原来的位置，则相互作用力可能是原来的()A.eq f(4,7)B.eq f(3,7)C.eq f(9,7)D.eq f(16,7)答案CD解析由库仑定律可知，库仑力与电荷量的乘积成正比，设原来两小球分别带电荷量为q1q、q27q.若两小球原来带同种电荷，接触后等分电荷量，则q14q，q24q，则D正确若两小球原来带异种电荷，接触后到q13q，q23q，则由库仑定律可知，C正确3如图2所示，图2在绝缘的光

30、滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，从静止同时释放，则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是()A速度变大，加速度变大B速度变小，加速度变小C速度变大，加速度变小D速度变小，加速度变大答案C解析根据同种电荷相斥，每个小球在库仑斥力的作用下运动，由于力的方向与运动方向相同，均做加速直线运动，速度变大；再由库仑定律Fkeq f(q1q2,r2)知随着距离的增大，库仑斥力减小，加速度减小，所以只有选项C正确4如图3所示，图3两个带电金属小球中心距离为r，所带电荷量相等为Q，则关于它们之间电荷的相互作用力大小F的说法正确的是()A若是同种电荷，Fkeq f(Q2,r2)C若是同种电荷

31、，Fkeq f(Q2,r2)D不论是何种电荷，Fkeq f(Q2,r2)答案AB解析净电荷只能分布在金属球的外表面，若是同种电荷则互相排斥，电荷间的距离大于r，如图所示，根据库仑定律F=keq f(q1q2,r2)，它们之间的相互作用力小于keq f(Q2,r2).若是异种电荷则相互吸引，电荷间的距离小于r，则相互作用力大于keq f(Q2,r2).故选项A、B正确5如图4所示，图4悬挂在O点的一根不可伸长的绝缘细线下端有一个带电荷量不变的小球A.在两次实验中，均缓慢移动另一带同种电荷的小球B，当B到达悬点O的正下方并与A在同一水平线上，A处于受力平衡时，悬线偏离竖直方向的角度为.若两次实验中

32、B的电荷量分别为q1和q2，分别为30和45，则q2/q1为()A2 B3C2eq r(3) D3eq r(3)答案C解析A处于平衡状态，则库仑力Fmgtan .当130时，有eq f(kq1q,roal(2,1)mgtan 30，r1lsin 30；当245时，有keq f(q2q,roal(2,2)mgtan 45，r2lsin 45，联立得eq f(q2,q1)2 eq r(3).6如图5所示，图5把一个带电小球A固定在光滑的水平绝缘桌面上，在桌面的另一处放置带电小球B.现给B一个沿垂直AB方向的水平速度v0，B球将()A若A、B为异种电性的电荷，B球一定做圆周运动B若A、B为异种电性的

33、电荷，B球可能做加速度、速度均变小的曲线运动C若A、B为同种电性的电荷，B球一定做远离A球的变加速曲线运动D若A、B为同种电性的电荷，B球的动能一定会减小答案BC解析(1)若两个小球所带电荷为异种电荷，则B球受到A球的库仑引力，方向指向A.因v0AB，当B受到A的库仑力恰好等于向心力，即keq f(q1q2,r2)meq f(voal(2,0),r)时，解得初速度满足v0 eq r(f(kq1q2,mr)，B球做匀速圆周运动；当vv0时，B球将做库仑力、加速度、速度都变小的离心运动；当vFbB若Q为正电荷，则q带正电，FaFbD若Q为负电荷，则q带正电，FaEb，所以带电粒子q在a点所受静电力

34、大，即FaFb；若Q带正电，正电荷从a到b静电力做正功，若Q带负电，正电荷从a到b静电力做负功，故A项正确.Eeq f(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无论试探电荷所带的电荷量如何变化，eq f(F,q)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静电力一定为零D一个不带电的小球在P点受到的静电力为零，则P点的场强一定为零答案BC解析电场强度是由电场本身所决定的物理量，是客观存在的，与放不放试探电荷无关电场的基本性质是它对放入其中的电荷有静电力的作用，FEq.若电场中某点的场强E0，那么F0，若小球不带电q0，F也一定等于零，选项B、C正确场强是描

35、述电场强弱和方向的物理量，是描述电场本身性质的物理量2如图138所示是静电场的一部分电场分布，图138下列说法中正确的是()A这个电场可能是负点电荷的电场B点电荷q在A点处受到的静电力比在B点处受到的静电力大C点电荷q在A点处的瞬时加速度比在B点处的瞬时加速度小(不计重力)D负电荷在B点处所受到的静电力的方向沿B点切线方向答案B解析负点电荷的电场线是自四周无穷远处从不同方向指向负电荷的直线，故A错电场线越密的地方场强越大，由图知EAEB，又因FqE，得FAFB，故B正确由aeq f(F,m)，aF，而FE，EAEB，所以aAaB，故C错B点的切线方向即B点场强方向，而负电荷所受静电力方向与其相

36、反，故D错3.图139场源电荷Q2104 C，是正点电荷；检验电荷q2105 C，是负点电荷，它们相距r2 m，且都在真空中，如图139所示求：(1)q在该点受的静电力(2)q所在的B点的场强EB.(3)只将q换为q4105 C的正点电荷，再求q在B点的受力及B点的场强(4)将检验电荷移去后再求B点场强答案(1)9 N，方向在A与B的连线上，且指向A105 N/C，方向由A指向B(3)18 N，方向由A指向B105 N/C，方向由A指向B105 N/C，方向由A指向B解析(1)由库仑定律得Fkeq f(Qq,r2)9109eq f(21042105,22) N9 N方向在A与B的连线上，且指向

37、A.(2)由电场强度的定义：Eeq f(F,q)keq f(Q,r2)所以E9109eq f(2104,22)105 N/C方向由A指向B.(3)由库仑定律Fkeq f(Qq,r2)9109eq f(21044105,22) N18 N方向由A指向B，Eeq f(F,q)keq f(Q,r2)105 N/C方向由A指向B.(4)因E与q无关，q0也不会影响E的大小与方向，所以移去q后场强不变.题型一 电场强度和电场线 图1是点图1电荷Q周围的电场线，以下判断正确的是()AQ是正电荷，A的电场强度大于B的电场强度BQ是正电荷，A的电场强度小于B的电场强度CQ是负电荷，A的电场强度大于B的电场强度

38、DQ是负电荷，A的电场强度小于B的电场强度思维步步高电场强度的定义是什么？在点电荷周围的电场分布情况与点电荷的带电性质有无关系？电场强度和电场线有什么关系？解析正点电荷的电场是向外辐射状的，电场线密的地方电场强度大所以A正确答案A拓展探究图2中的实线表示电场线，图2虚线表示只受静电力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定()A粒子在M点受到的静电力大于在N点受到的静电力B粒子在M点受到的静电力小于在N点受到的静电力C不能判断粒子在M点受到的静电力和粒子在N点受到的静电力哪个大D以上说法都不对答案B解析电场线越密，场强越大，同一粒子受到的静电力越大，选项B正确可以在该题

39、目的基础上进一步研究几种常见电场中不同位置的电场强度的分布情况，例如等量同种电荷或者等量异种电荷等. 题型二 电场强度的叠加 如图3所示，图3在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷Q，在x轴上C点有点电荷Q，且COOD，ADO60.根据上述说明，在x轴上场强为零的点为_思维步步高等量同种电荷的电场分布情况是什么样的？等量同种电荷在x轴上产生的电场的电场强度的分布情况如何？在C点的右侧由Q产生的电场强度如何？解析在x轴上由Q产生的电场强度方向沿水平方向，在C点右侧水平向左，左侧水平向右，要想和等量的正电荷在x轴上产生的合场强为零，该点应该出现在C点的右侧，距离A、B、C三个电荷相同的D

40、点上答案D点拓展探究如果C点没有电荷的存在，x轴上电场强度为零的点是_答案O点解析C点如果没有电荷存在，则变成等量同种电荷的电场，应该是O点处的场强为零两个或两个以上的点电荷在真空中同时存在时，空间某点的场强E，等于各点电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和(1)同一直线上的两个场强的叠加，可简化为代数和(2)不在同一直线上的两个场强的叠加，用平行四边形定则求合场强. 一、选择题1在点电荷形成的电场中，其电场强度()A处处相等B与场源电荷等距的各点的电场强度都相等C与场源电荷等距的各点的电场强度的大小都相等，但方向不同D场中各点的电场强度与该点至场源电荷的距离r成反比答案C2电场强度E的定义式

41、为Eeq f(F,q)，下面说法中正确的是()A该定义只适用于点电荷产生的电场B上式中，F是放入电场中的点电荷所受的静电力，q是放入电场中的点电荷的电荷量C上式中，F是放入电场中的点电荷所受的静电力，q是产生电场的电荷的电荷量D库仑定律的表达式Feq f(kq1q2,r2)可以说是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的库仑力大小；而eq f(kq1,r2)可以说是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强大小答案BD3将质量为m的正点电荷q在电场中从静止释放，在它运动过程中如果不计重力，下述正确的是()A点电荷运动轨迹必与电场线重合B点电荷的速度方向必定和所在点的电场线的切线方向一致C点电荷的加速

42、度方向必与所在点的电场线的切线方向一致D点电荷的受力方向必与所在点的电场线的切线方向一致答案CD解析正点电荷q由静止释放，如果电场线为直线，电荷将沿电场线运动，但如果电场线是曲线，电荷一定不沿电场线运动(因为如果沿电场线运动，其速度方向与受力方向重合，不符合曲线运动的条件)，故A选项不正确；由于点电荷做曲线运动时，其速度方向与静电力方向不再一致(初始时刻除外)，故B选项不正确；而点电荷的加速度方向，即电荷所受静电力方向必与该点场强方向一致，即与所在点的电场线的切线方向一致，故C、D选项正确4以下关于电场和电场线的说法中正确的是()A电场和电场线都是客观存在的物质，因此电场线不仅能在空间相交，也

43、能相切B在电场中，凡是电场线通过的点场强不为零，不画电场线区域内的点的场强为零C同一试探电荷在电场线密集的地方所受静电力大D电场线是人们假设的，用以形象表示电场的强弱和方向，客观上并不存在答案CD解析电场线是为了形象描述电场而引入的假想曲线；我们规定电场线上某点的切线方向就是该点电场的方向，电场线的疏密反映电场的强弱所以利用电场线可以判断电场的强弱和方向以及带电粒子在电场中的受力大小及方向5如图4所示图4是在一个电场中的a、b、c、d四个点分别引入试探电荷时，电荷所受的静电力F跟引入的电荷的电荷量之间的函数关系，下列说法正确的是()A这个电场是匀强电场B这四点的电场强度大小关系是EdEbEaE

44、cC这四点的场强大小关系是EbEaEcEdD无法比较E值大小答案B解析对图象问题要着重理解它的物理意义，对于电场中给定的位置，放入的试探电荷的电荷量不同，它受到的静电力不同但是静电力F与试探电荷的电荷量q的比值eq f(F,q)即场强E是不变的量，因为FqE，所以F跟q的关系图线是一条过原点的直线，该直线斜率的大小即表示场强的大小，由此可得：EdEbEaEc，故B正确6.图5一负电荷从电场中A点由静止释放，只受静电力作用，沿电场线运动到B点，它运动的vt图象如图5所示，则两点A、B所在区域的电场线分布情况可能是下图中的()答案C解析由v-t图象知,负电荷由A点运动到B点做变加速直线运动,说明它

45、所受静电力方向由A指向B,且静电力逐渐增大,所以AB电场线上电场方向BA,且E变大.7如图6所示，图6在平面上取坐标轴x、y，在y轴上的点ya、与ya处各放带等量正电荷Q的小物体，已知沿x轴正方向为电场正方向，带电体周围产生电场，这时x轴上的电场强度E的图象正确的是()答案D解析两个正电荷Q在x轴产生的场强如下图所示，根据场强的叠加，合场强的方向也如图所示，在x轴正半轴，场强方向与正方向相同，在x轴负半轴，场强方向与正方向相反，而两个正电荷在O点及无穷远处的合场强为零，在x轴正、负半轴的场强先增大后减小，故D正确二、计算论述题8在如图7所示的匀强电场中，图7有一轻质棒AB，A点固定在一个可以转

46、动的轴上，B端固定有一个大小可忽略、质量为m，带电荷量为Q的小球，当棒静止后与竖直方向的夹角为，求匀强电场的场强答案eq f(mgtan ,Q)解析小球受重力mg、棒拉力FT，还应受到水平向右的静电力F，故Q为正电荷，由平衡条件：FTsin F0，FTcos mg所以Fmgtan 又由FQE，得Eeq f(mgtan ,Q)9如图8所示，图8质量为M的塑料箱内有一根与底部连接的轻弹簧，弹簧上端系一个带电荷量为q、质量为m的小球突然加上匀强电场，小球向上运动，当弹簧正好恢复原长时，小球速度最大，试分析塑料箱对桌面压力为零时，小球的加速度答案eq f(M,m)g解析最大速度时合力为零，又因弹力也为

47、零，所以qEmg.桌面压力为零时，M处于平衡状态：Mgkx.对m分析，由牛顿第二定律：mgkxqEma，解得aeq f(M,m)g.10如图9所示，图9正电荷Q放在一匀强电场中，在以Q为圆心、半径为r的圆周上有a、b、c三点，将检验电荷q放在a点，它受到的静电力正好为零，则匀强电场的大小和方向如何？b、c两点的场强大小和方向如何？答案eq f(kQ,r2)，方向向右Ebeq f(2kQ,r2)，方向向右Eceq f(r(2)kQ,r2)，方向指向右上方，与ab连线成45角解析点电荷Q周围空间的电场是由两个电场叠加而成的根据题意可知，Q在a点的场强和匀强电场的场强大小相等、方向相反，所以匀强电场

48、的场强大小为Eeq f(kQ,r2)，方向向右在b点，两个电场合成可得Ebeq f(2kQ,r2)，方向向右在c点，两个电场合成可得Eceq f(r(2)kQ,r2)，方向指向右上方，与ab连线成45角第4节电势能和电势.要点一 判断电势高低的方法电场具有力的性质和能的性质，描述电场的物理量有电势、电势能、静电力、静电力做功等，为了更好地描述电场，还有电场线、等势面等概念，可以从多个角度判断电势高低1在正电荷产生的电场中，离电荷越近电势越高，在负电荷产生的电场中，离电荷越近，电势越低2电势的正负若以无穷远处电势为零，则正点电荷周围各点电势为正，负点电荷周围各点电势为负3利用电场线判断电势高低沿

49、电场线的方向电势越来越低4根据只在静电力作用下电荷的移动情况来判断只在静电力作用下，电荷由静止开始移动，正电荷总是由电势高的点移向电势低的点；负电荷总是由电势低的点移向电势高的点但它们都是由电势能高的点移向电势能低的点要点二 理解等势面及其与电场线的关系1电场线总是与等势面垂直的(因为如果电场线与等势面不垂直，电场在等势面上就有分量，在等势面上移动电荷，静电力就会做功)，因此，电荷沿电场线移动，静电力必定做功，而电荷沿等势面移动，静电力必定不做功2在同一电场中，等差等势面的疏密也反映了电场的强弱，等势面密处，电场线密，电场也强，反之则弱3已知等势面，可以画出电场线；已知电场线，也可以画出等势面

50、4电场线反映了电场的分布情况，它是一簇带箭头的不闭合的有向曲线，而等势面是一系列的电势相等的点构成的面，可以是封闭的，也可以是不封闭的要点三 等势面的特点和应用1特点(1)在同一等势面内任意两点间移动电荷时，静电力不做功(2)在空间没有电荷的地方两等势面不相交(3)电场线总是和等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的等势面(4)在电场线密集的地方，等差等势面密集在电场线稀疏的地方，等差等势面稀疏(5)等势面是虚拟的，为描述电场的性质而假想的面2应用(1)由等势面可以判断电场中各点电势的高低及差别(2)由等势面可以判断电荷在电场中移动时静电力做功的情况(3)由于等势面和电场线垂直，已知等势

51、面的形状分布，可以绘制电场线，从而确定电场大体分布(4)由等差等势面的疏密，可以定性地确定某点场强的大小.1.重力做功和静电力做功的异同点如何？重力做功静电力做功相似点重力对物体做正功，物体重力势能减少，重力对物体做负功，物体重力势能增加其数值与路径无关，只与始末位置有关静电力对电荷做正功，电荷电势能减少，静电力对电荷做负功，电荷电势能增加其数值与路径无关，只与始末位置有关不同点重力只有引力，正、负功比较容易判断例如，物体上升，重力做负功由于存在两种电荷，静电力做功和重力做功有很大差异例如：在同一电场中沿同一方向移动正电荷与移动负电荷，电荷电势能的变化是相反的，静电力做功的正负也是相反的应用由

52、重力做功的特点引入重力势能由静电力做功的特点引入了电势能2.电势和电势能的区别和联系是什么？电势电势能Ep物理意义反映电场的能的性质的物理量，即已知电势就可以知道任意电荷在该点的电势能电荷在电场中某点所具有的能量相关因素电场中某一点的电势的大小，只跟电场本身有关，跟检验电荷q无关电势能大小是由点电荷q和该点电势共同决定的大小正负电势沿电场线逐渐下降，取定零电势点后，某点的电势高于零者，为正值；某点的电势低于零者，为负值正点电荷(q)：电势能的正负跟电势的正负相同负点电荷(q)：电势能的正负跟电势的正负相反单位伏特V焦耳J联系eq f(Ep,q)Epq3.常见电场等势面和电场线的图示应该怎样画？

53、(1)点电荷电场：等势面是以点电荷为球心的一簇球面，越向外越稀疏，如图145所示图145(2)等量异种点电荷的电场：是两簇对称曲面，两点电荷连线的中垂面是一个等势面如图146所示在从正电荷到负电荷的连线上电势逐渐降低，AA；在中垂线上BB.图146(3)等量同种点电荷的电场：是两簇对称曲面，如图147所示，在AA线上O点电势最低；在中垂线上O点电势最高，向两侧电势逐渐降低，A、A和B、B对称等势图147(4)匀强电场：等势面是与电场线垂直、间隔相等、相互平行的一簇平面，如图148所示图148一、电势能【例1】 下列关于电荷的电势能的说法正确的是()A电荷在电场强度大的地方，电势能一定大B电荷在

54、电场强度为零的地方，电势能一定为零C只在静电力的作用下，电荷的电势能一定减少D只在静电力的作用下，电荷的电势能可能增加，也可能减少答案D解析电荷的电势能与电场强度无直接关系，A、B错误；如果电荷的初速度为零，电荷只在静电力的作用下，做加速运动，电荷的电势能转化为动能，电势能减少，但如果电荷的初速度不为零，电荷可能在静电力的作用下，先做减速运动，这样静电力对电荷做负功，电荷的动能转化为电势能，电势能增加，所以C错误，D正确二、判断电势的高低【例2】 在静电场中，把一个电荷量为q105 C的负电荷由M点移到N104 J，由N点移到P103 J，则M、N、P三点电势高低关系是_ 答案NMP N静电力

55、做正功,而负电荷所受静电力与场强方向相反，则可确定N点在M点左侧由NP103104 J，所以肯定移过了M点，即P点位于M点右侧这样，M、N、P三点电势的高低关系是NMP.1.有一电场的电场线如图149所示，图149电场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用EA、EB和A、B表示，则()AEAEB，ABBEAEB，ABCEABDEAEB，A”“”或“”)试分析静电力做功情况及相应的电势能变化情况答案(1)0，故EpAEpB，若EpA0，则EpB0.(2)甲中从AB移动负电荷，WAB0，EpA0，EpAEpB.题型一 静电力做功和电势能变化之间的关系 如图1所示，图1把电荷量为5109 C的电荷，

56、从电场中的A点移到B点，其电势能_(选填“增加”、“减少”或“不变”)；若A点的电势UA15 V，B点的电势UB10 V，则此过程中静电力做的功为_ J.思维步步高电势能变化和静电力做功有什么关系？负电荷从A点移动到B，静电力做正功还是负功？静电力做功和电势能的变化在数值上有什么关系？解析将电荷从电场中的A点移到B点，静电力做负功，其电势能增加；A点的电势能为EpAqUA，B点的电势能为EpBqUB，静电力做功等于电势能变化量的相反数，即WEpAEpB108 J.答案108 J拓展探究如果把该电荷从B点移动到A点，电势能怎么变化？静电力做功的数值是多少？如果是一个正电荷从B点移动到A点，正电荷

57、的带电荷量是5109 C，电势能怎么变化？静电力做功如何？答案108108 J解析如果把该电荷从B点移动到A108 J；如果电荷的带电性质为正电荷，从B点移动到A108 J.电场中的功能关系：静电力做功是电荷电势能变化的量度，具体来讲，静电力对电荷做正功时，电荷的电势能减少；静电力对电荷做负功时，电荷的电势能增加，并且，电势能增加或减少的数值等于静电力做功的数值电荷仅受静电力作用时，电荷的电势能与动能之和守恒电荷仅受静电力和重力作用时，电荷的电势能与机械能之和守恒. 题型二 电场中的功能关系 质子和中子是由更基本的粒子即所谓“夸克”组成的两个强作用电荷相反(类似于正负电荷)的夸克在距离很近时几

58、乎没有相互作用(称为“渐近自由”)；在距离较远时，它们之间就会出现很强的引力(导致所谓“夸克禁闭”)作为一个简单的模型，设这样的两夸克之间的相互作用力F与它们之间的距离r的关系为Feq blcrc (avs4alco1(0，0rr2.)式中F0为大于零的常量，负号表示引力用U表示夸克间的势能，令U0F0(r2r1)，取无穷远为零势能点下列Ur图示中正确的是()思维步步高零势能面的规定有何用处？无穷远处的势能和rr2处的势能是否相同？当rr1之后势能怎么变化？解析从无穷远处电势为零开始到rr2位置，势能恒定为零，在rr2到rr1过程中，恒定引力做正功，势能逐渐均匀减小，即势能为负值且越来越小，此

59、过程图象为A、B选项中所示；rEBECBEAEBECCEAECECEB答案AD解析点电荷在仅受静电力作用的情况下，动能和电势能相互转化，动能最小时，电势能最大，故EAEB，EAEC，A、D正确2如图3所示电场中A、B两点，图3则下列说法正确的是()A电势AB，场强EAEBB电势AB，场强EAEpB答案BC解析场强是描述静电力的性质的物理量；电势是描述电场能的性质的物理量，二者无必然的联系场强大的地方电势不一定大，电势大的地方，场强不一定大，另根据公式Epq知，负电荷在电势低的地方电势能反而大3如图4所示，图4某区域电场线左右对称分布，M、N为对称线上的两点下列说法正确的是()AM点电势一定高于

60、N点电势BM点场强一定大于N点场强C正电荷在M点的电势能大于在N点的电势能D将电子从M点移动到N点，静电力做正功答案AC解析由图示电场线的分布示意图可知，MN所在直线的电场线方向由M指向N，则M点电势一定高于N点电势；由于N点所在处电场线分布密，所以N点场强大于M点场强；正电荷在电势高处电势能大，故在M点电势能大于在N点电势能；电子从M点移动到N点，静电力做负功综上所述，A、C选项正确4两个带异种电荷的物体间的距离增大一些时()A静电力做正功，电势能增加B静电力做负功，电势能增加C静电力做负功，电势能减少D静电力做正功，电势能减少答案B解析异种电荷之间是引力，距离增大时，引力做负功，电势能增加