人教版高中物理选修3-1全册导学案编辑版

人教版高中物理选修3-1

全册导学案

目录

1.1电荷守恒定律

1.2库仑定律

1.3电场强度

1.4电势能和电势

1.5电势差

1.6电势差与场强的关系

1.7静电现象的应用

1.8电容器的电容

1.9带电粒子的运动

2.10实验：测定电池的电动势和内阻

2.11简单的逻辑电路

2.1电源和电流

2.2电动势

2.3欧姆定律

2.4串并联

2.5焦耳定律

2.6导体的电阻

2.7闭合电路的欧姆定律

2.8多用电表的原理

2.9实验：练习使用多用电表

3」、3.2磁场磁感应强度

3.3几种常见的磁场

3.4通电导线在磁场中受到的力

3.5运动电荷在磁场中受到的力

3.6带电粒子在匀强磁场中的运动

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1.1《电荷及其守恒定律》导学案

【学习目标】

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，知道静一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。

【重点难点】

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。

【学法指导】

认真阅读教材，观察实验，体会起电的方式和实质，体会电荷守恒定律的内涵

【知识链接】

1、初中学过自然界有几种电荷，两种电荷是怎样定义的？它们间的相互作用如何？电

荷的多少用什么表示？

2、电荷的基本性质是什么呢？

【学习过程】

一.电荷

1.电荷的种类：自然界中有种电荷

①.用丝绸摩擦过”的玻璃棒上所带的电荷，叫电荷；

②.用毛皮摩擦过的橡胶棒上所带的电荷，,叫电荷。

2.电荷间相互作用的规律：同种电荷相互__________,异种电荷相互__________。

二.使物体带电的三种方法

问题-—：

思考a：一般情况下物体不带电，不带电的物体内是否存在电荷？物质的微观结构是怎

样的？

思考b：什么是摩擦起电，为什么摩擦能够使物体带电呢？实质是什么呢？

1

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（1）原子的核式结构及摩擦起电的微观解释（原子：包括原子核（质子和中子）和核

外电子。）

（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：电子的转移.结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷.

1.摩擦起电

产生？结果？

实质：摩擦起电实质是电子从一个物体到另一个物体上。得到电子，带

:失去电子，带

例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

T

问题二：

思考a：接触带电的实质是什么呢？

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？

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。

2.接触带电

产生？结果？

实质H自由电子在_________________的转移。

例2.两个完全相同的金属球，一个带+6x10-8©的电量，另一个带一2X10-8C的电量。

把两球接触后再分开，两球分别带电多少？

问题三：

（1）思考a：金属为什么能够成为导体？

2

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(2)［演示］

思考a：把滞正电荷的球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b：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c：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？

(3)什么是静电感应和感应起电？感应起电的实质什么呢？

3.感应起电

⑴静电感应：当一个带电体导体时，可以使导体带电的现象，叫做静电感应。

⑵感应起电：利用静电感应使金属导体带电的过程。

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。

静电感应的原因？

分析物质的微观分子结构，分析起电的本质原因：把带电的球C移近金属导体A和B

时，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，使导体上的自由电子被吸引过来，因此导

体A和B带上了等量的异种电荷.感应起电也不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷

分开，是电荷从物体的一部分转移到另一部分。

得出电荷守恒定律.

例3.如图所示，将用绝缘支柱支持的不带电金属导体A和B接触，再将带负电的导

体C移近导体A,然后把导体A、B分开，再移去C,则()

A.导体A带负电，B带正电Q"|

B.导体A带正电，B带负电

C.导体A失去部分负电荷，导体C得到负电荷

D.导体A带正电是由于导体B的部分电子转移到A上，故A、B带等量异种电荷

小结：使物体带电的方式及本质

三.电荷守恒定律

3

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1、电荷守恒定律的两种表述一：

表述一：

表述二：一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。

例4.关于电荷守恒定律，下列叙述正确的是：(.)

A.一个物体所带的电量总是守恒的；

B.在与外界没有电荷交换的情况下，一个系统所带的电量总是守恒的；

C.在一定的条件下，一个系统内的等量的正负电荷即使同时帮失，但是这并不违背电

荷守恒定律；

D.电荷守恒定律并不意味着带电系统一定和外界没有电荷交换；

四.元电荷

阅读课本并回答

(1)电荷的多少如何表示？它的单位是什么？

(2)什么是元电荷？一个电子就是一个元电荷吗？

(3)元电荷的数值是多少？它的数值最早是由哪位物理学家测定的？

(4)什么是比荷？电子的比荷是多少？

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。

—=1.76x10"

比荷：电子的电荷量e和电子的质量me的比值，为meC/kg

例5.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.物体所带的电荷量应该是某些特定值

4

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C.物体带电+1.60x10-9。这是因为该物体失去了1.0x101。个电子

D.物体带电荷量的最小值为1.6x10」9c

例6.5个元电荷的电量是，16c电量等于元电荷.

五.验电器和静电计

1、人们选用什么仪器来判断物体是否带电？它的工作原理是什么？

阅读课本了解验电器和静电计的结构和功能静电计(指针式验电器)

2、思考: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?解释看到

的现象

【训练测试】

1.下列叙述正确的是

()

A.摩擦起电是创造电荷.的过程

B.接触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.带等量异号电荷的两个导体接触后，电荷会消失，这种现象叫电荷的湮没

2.用棉布分别与丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦实验结果如图所示，由此对摩擦起电说

法正确的是

A.两个物体摩擦时，表面粗糙的易失去电子

B.两个物体摩擦起电时，一定同时带上种类及数量不同的电荷

C.两个物体摩擦起电/j,带上电荷的种类不同但数量相等

D.同一物体与不同种类物体摩擦，该物体的带电荷种类可能不同

3.关于元电荷，下列说法中正确的是

()

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.元电荷的值通常取作e=1.60X10i9c

D.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

4.如图所示，导体A带正电，当带负电的导体8靠近A时，A带的

()

V

B。一声

A.正电荷增加

B.负电荷增加

C.正、负电荷均增加

D.电荷数不变

5.如图所示，挂在绝缘细线下的小轻质通草球，由于电荷的相互作用而靠近或远离，

所以

)

5

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甲乙

A.甲图中两球一定带异种电荷

B.乙图中两球一定带同种电荷

C.甲图中两球至少有一个带电

D.乙图中两球只有一个带电

6.（2009•福建仙游现代中学高二检测）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，发现两球间互相排斥，则A、8两球原来的带电情况可能是

（）.

A.4和B原来带有等量异种电荷

B.A和8原来带，有同种电荷

C.A和B原来带有不等量异种电荷

D.A和8原来只有一个带电

【参考答案】

1.答案：B

解析：根据电荷守恒定律知只有B项正确.

2.答案：CD

解析：两物体摩擦时得失电子取决于原子对电子的束缚力大小，A错.由于摩擦起电的

实质是电子的得失，所以两物体带电种类一定不同，数量相等，B错C对.由题中例子不

难看出同一物体与不同种类物体摩擦，带电种类可能不同，D对.

3.答案：BCD

4.答案：D

解析：当带负电的导体3靠近导体A时，两导体之间无接触，由电荷守恒定律可知，A

带的电荷数不变，只是电荷重新在导体端面上发生了分布（电荷重新分布是由电荷之间相互

作用力产生的）.

5.答案：BC

解析：若两物体相互排斥，必定带同种电荷；若两物体相互吸引，二者可能带异种电荷，

也可能一个带电荷，另一个不带电荷.当只有一个物体带电时，不带电物体由于受到带电物

体电荷的作用，原子内部的异种电荷趋向于靠近带电物体，同种电荷趋于近离带电物体，

这一过程类似于静电感应，因此两物体之间的吸引力大于排斥力，宏观上显示的是吸引力.综

合上述，B,C选项正确.

6.答案：BCD

【学习反思】

物体带电的实项是什么？摩擦起电和感应起电有什么不同？

6

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1.1《库仑定律》导学案

【学习目标】

1、通过演示实验，定性了解电荷之间的作压力大小与电荷量的多少以及电荷之间距离

大小的关系

2、明确点电荷是个理想模型。知道带电体简化为点电荷的条件，

3、理解库仑定律的含义及其表达式、适用条件，知道静电力常量

4、了解库仑扭秤实验。

【重点难点】

对库仑定律的理解和应用。

【学法指导】

认真阅读教材，观察实验，体会电荷间相互作用力的大小与什么因素有关？体会库仑的

实验方法

【知识链接】

1、同种电荷互相异种电荷互相。

2、上一节学过起电的方式有哪些，有没有违背电荷守恒定律？

【学习过程】

一、演示实验--探究影响电荷间相互作用力的因素

间教材5页：演示

通过演示实验影响电荷间相互作用力的因素有哪些？这些因素对作用力的大小有什么

影响?

二、库仑定律

1、库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力的大小跟它们的

成正比，跟它们的成反比.作用力的方向在两个点电荷的连线上

2、公式：

静电力常量％=使用上述公式时，电荷量Qi、Q2一般用绝对值代入计算。

7

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3、适用条件：真空中，点电荷一一理想化模型

注：点电荷：带电体就可

以看作点电荷.严格地说点电荷是一个理想模型，实际上是不存在的.

4、电荷间这种相互作用叫做

辨析：从库仑定律的公式看出，当两个电荷间的距离趋近于零时，两电荷间的作用力将

变为无限大，这种说法正确吗？为什么？

例题:两个完全相同的金属小球A、B,A球带电量为+50x1Ofc,B球带电量为-7.0x10

PC,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？

三、库仑扭秤实验：了解，自己阅读教材6页内容。

四、拓展

1、库仑定律与万有引力的关系：

见教材7页例1

总结：

2、库仑力的叠加：

如果存在两.个以上的电荷，两个以上点电荷对某一点电荷的作用力等于

________________的矢量和。

例2、教材7页例2

【训练测试】

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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，这两个带电

体可看作点电荷

D.一切带电体都可以看成是点电荷

2

2.关于库仑定律的公式F=kQIQ2/r,下列说法中正确的是（）

A.当真空中两个电荷间距离r-oo时，它，们间的静电力F-0

B.当真空中两个电荷间距离r―0时，它们间「的静电力F-oo

C.当两个电荷间的距离r-oo时，库仑定律的公式就不适用了

D.当.两个电荷间的距离r-0时，电荷不能看成是点电荷，库仑定律的公式就不适用

了

3.真空中有两个点电荷，它们之间的静电力为尸，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（）

A.FB.3FC.F/3D.F/9

4.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

5.真空中有两个静止的点电荷，它们之间的作用力为F,若它们的带电量都增大为原

来的2倍，距离减少为原来的1/2,它们之间的相互作用力变为（）

A.F/2B.FC.4FD.16F

【参考答案】，

答Mc

1.:

答

藐A

2.

答

孰D

3.

答

薮c

答

4.薪

D

5.

【学习反思】

什么是点电荷？为什么说点电荷是理想化模型？

9

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1.3《电场强度》导学案

【学习目标】

i.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.

2.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，知道电场强度的方向是怎样规定的.

3.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.

4.知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算

【重点难点】

1.电场强度公式的应用，电场线及各种电场的电场线特点，电场的叠加原理；

2.电场强度公式的得出，电场线是实际不存在的，是科学的抽象。

【学法指导】

认真阅读教材，观察教材插图，体会电场强度的物理意义和定义方法；体会电场强度的

矢量性和合场强的计算方法

【知识链接】

库仑定律：在真空中两点电荷的作用力跟它们的电量乘积成正比,跟它们的距离的平方

成反比，作用力的方向在它们的连线上，这就是库仑定律。

公式：

【学习过程】

一、电场

1、（1）电场定义：_____________________________________________________________

（2）“基本性质：

（3）电荷间的相互作用力通过电场发生图示：

2、电磁场定义：_______________________________:_______________________________

3、静电场定义：_______________________________________________________________

二、电场强度

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1、思考与讨论：有的电荷之间相互强，有的电荷之间作用弱，用什么可以检验空间存

在看不见又摸不着的电场？

(1)试探电荷：

(2)源电荷：

2、电场强度

(1)定义：___________________________________________________________________

(2)定义式：

(3)单位：

(4)方向:

(5)理解：

尝试应用1

在电场中A处放点电荷+q,其受电场力为F,方向向左，则A处场强大小,

方向为;若将A处放点电荷为一2q,则该处电场强度大小为―,方

向为，该电荷受电场力大小方向。

三、真空中点电荷的场强

1、由库仑定律和场强的定义式推导

(1)大小：

(2)方向:

2、E=£弄口E=K2的区另IJ：

QR2

适用范围电荷的意义

F

E二一

Q

Q

E=K告

R2

四、电场强度的叠加

1、电场强度是—量，合成应遵循法则

尝试应用2

在真空中有两个点电荷S和切分别位于1和6,相距20cm,⑦为4义10一8(：,电为一

8X108C,则在连线上4点的外侧离4点20cm处的。点场强大小、方向如何？

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2、如何理解一个半径为R的均匀带电球体(或球壳)在外部产生的电场与一个位于球

心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相同？

五、电场线

定义：_______________________________________________________________________

r

电场线的特点：

儿种常见电场中电场线的分布及特点

(1)正、负点电荷的电场中电场线的分布

特点：

(2)等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布

特点：

(3)等量同种点电荷形成的电场中电场中电场线分布情况

特点：

六、匀强电场电场线分布情况

特点：

尝试应用3

课本15页第5题

【训练测试】

1真空中距点电荷(电量为Q)为/'的A点处，放一个带电量为式q《Q)的点电荷，q受到

的电场力大小为F,则A点的场强为

()

A.F/QB.Flq

C.亭D.法

2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

3.在如图所示的4种电场中，A、B两点电场强度相同的是

()

12

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4.把质量为M的正点电荷放在电场中无初速度释放，不计重力，则以下说法正确的是

()

A.点电荷的轨迹一定和电场线重合

B.点电荷的速度方向总是与它所在处的电场线方向一致

C.点电荷的加速度方向总是与所在处的电场线的切线方向重合

D.点电荷将沿电场线切线方向抛出，做抛物线运动

5..以下关于电场和电场线的说法中正确的是

(r)

A.电场、电场线都是客观存.在的物质，因此电场线不仅在空间相交，也能相切

B.在电场中，凡是电场线通过的点场强不为零，不画电场线的区域内的点场强为零

C.同一检验电荷在电场线密集的地方所受电场力大

D.电场线是人们假想的，用以形象表示电场的强弱和方向，客观上并不存在

6.在电场中P点放一个电荷量为4X10'C的点电荷，它受到的电场力为2X10-N,

则P点的场强为N/C.把放在P点的点电荷的电荷量减为2X109C,则P点的场强

为N/C.把该点的点电荷移走，P点的场强又为N/C.

【参考答案】

1.答案：BD

2.答案：CD

3.「答案：C

解析.：电场强度是矢量，即有大小又有方向.

4.答案：C

解析：本题考查了电场线、电场强度的方向及电场力的方向三者之间的关系及物体做曲

线运动的条件.仅当,电场线为直线、电荷的初速度为零或者初速度方向和场强方向在一直

线上，且只受电场力时，电荷的运动轨迹才和电场线重合，A错.点电荷的速度方向不一定

与所在处的电场线方向一致，如电场线为曲线时，B错.由牛顿第二定律知，加速度方向与

合外力方向一致，而该点电荷在电场中受电场力方向与电场线的切线方向重合，C对.点电

荷受电场力作用，由于电场不一定是匀强电场，其合力不一定为恒力，故不一定做抛物线运

动，D错.

5.答案：CD

解析：电场是客观存.在的，但电场线是假想的，用以形象描述电场，电场线的疏密表

示了电场强度的相对大小一.

6.答案：5.0X104；5.0X104；5.0X104

F2X10”N,

解析：E=7=4X]0-9C=5.OXlO'N/C

【学习反思】

电场强度的物理意义是什么？采用了怎样的定义方法？怎样利用电场线反应电场强

度？画出点电荷、等量异号点电荷、等量同种点电荷的电场线。

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1.4《电势能和电势》导学案

【学习目标】

i.知道静电力做功的特点，理解电势能、电势的概念。

2.能熟练应用电势能、电势的有关知识分析解决实际问题。

【重点难点】

电势能、电势概念的理解

【学法指导】

认真阅读教材，观察教材插图，体会电场力做功的特点；体会电势的概念

【知识链接】

回顾(1)重力做功的特点：重力做功与路径无关。(2)重力势能的变化与重力做功的

关系：重力做的功等于重力势能的减少量。静电力做功与电势能的关系与此类似

【学习过程】

一、静电力做功的特点

1、分析试探电荷q在场强为E的匀强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功情况。

(1)q沿直线从A到B

(2)q沿折线从A到M、再从M到B

(3)q沿任意曲线ANB至IJB。

2、在电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的位置和______位置有关，但与

电荷经过

的无关。

★这是根据匀强电场推出来的，但同样适用于非匀强电场。

★若只有静电力做功，则电势能和动能相互装化，总量保持不变。

二、电势能

电荷在电场中具有的势能叫做电势能。

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(1)、静电力做功与电势能的关系

电场力做正功，电势能

电场力做负功，电势能

静电力做的功等于电势能的减少量。WAB=ErPA—EPB

尝试应用1、：

1、右图中MN为某电场中一条电场线，方向向右，在MN上取两点a、b,今将一正点

电荷q从a移至ijb则

A.电场力做正功,q的电势能增力口;

B.电场力做负功,q的电势能增加;

C.电场力做正功,q的电势能减少;

D.电场力做负功,q的电势能减少。

2、下列说法工确的是()

A在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

(2)、电荷的电势能

通常取或的电势能为

零。

电荷在某点的电势能等于______________________________________________

电势能用Ep表示，单位：o

尝试应用2：

3、对于在点电荷形成的电场中，电荷的电势能正负的研究，分析正确的是：[]

A.在正电荷形成的电场中，正电荷的电势能为正值；

B.在负电荷形成的电场中，负电荷的电势能为负值；

C.在点电荷形成的电场中，正电荷的电势能总为正值；

D.在正电荷形成的电场中，电荷的电势能总为正值。

4、把一个电荷从电场中的A点移到无穷远，电场力做功4.0义10力，把它从无穷远处

移到电场中的B点，克服电场力做功6.0X10-8J,则下列分析正确的是：[]

A.电荷在电场中A点的电势能为4.0Xl(rt；

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B.电荷在电场中B点的电势能为6.0X10-8J；

C.电荷在B点的，电势能比在A点时的电势能大2.0><10叼；

D.电荷在B点的电势能比在A点时的电势能小i.oXi()-8j；

三、电势

(1)电势定义：_________________________________________________________

定义式：(式子中各量均带有正、负号，理解其含义)

(2)电势是标量，单位：简称伏，用V表示，1V=

电势有正、负，表示该点电势比零电势。点高还是低。通常把的电势规

定为零。

(3)电场线指向的方向。

(4)电势是由决定的，与试探电荷无关。

尝试应用3：

5、课本19页第1题。

6、有关电场中某点的电势，下列说法中正确的是()

A、由放在该点的电荷所具有的电势能的多少决定

B、由版在该点的电荷的电量多少来决定

C、与放在该点的电荷的正负有关

D、是电场本身的属性，与放入该点的电荷情况无关

【训练测试】

1.在静电场中下列说法正确的是()

A.电场强度处处为零的区域内，电势也「一定处处为零

B.电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同

C.电场强度的方向总是跟等势面垂直

D.沿着电场强度的方向，电势总是不断降低的

2.如图所示，在点电荷的电场中的一条电场线上依次有A、8、C三点，先把+q的

试探电荷依次放在三点上，然后把一q的试探电荷依次放在三点上，关于电荷的电势能的说

法正确的是

()

®_AB_C一

A.放上+q时，EpA>EpB>Epc

B.放上+q时，EpA<EpB<Epc

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人教版高中物理选修3-1导学案

C.放上一“时，EpA>EpB>Epc

D.无论放+q,还是一q,EpA<EpR<Epc

3.如图所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负试探电荷在这个电场中的轨

迹，若电荷是从。处运动到b处，.以下判断正确的是（）

A.电荷从。到匕加速度减小

B.6处电势能大

C.〃处电势高

D.电荷在人处速度小

4.如图所示，虚线表示电场的一族等势面且相邻等势面电势差相等，一个带正电的粒

子以一定的初速度进入电场后，只在电场力作用下沿实线轨迹运动，粒子先后通过M点和

N点一.在这一过程中，电场力做负功，由此可判断出

a?

A.N点的电势高于M点的电势

B.粒子在N点的电势能比在M点的电势能大

C.粒子在/点的速率小于在N点的速率

D.粒子在M点受到的电场力比在N点受到的电场力大

5.如图所示，虚线为某电场的等势面，今有两个带电粒子（重力不计），以不同的速率,

沿不同的方向，从A点飞入电场后，沿不同的轨迹1和2运动，由轨迹可以断定

A.两个粒子带电量一定不同

B.两个粒子的电性一定不同

C.粒子1的动能和粒子2的电势能都是先减少后增大

D.经过8、C两点，两粒子的速度可能不等

6.如图所示，在场强为E的匀强电场中有相距为L的A、8两点，连线AB与电场线

的夹角为仇将一电荷量为4的正电荷从A点移到B点，若沿直线移动该电荷，电场力

做的功叫=;若沿路径ACB移动该电荷，电场力做的功W2=；若沿曲

线ADB移动该电荷，电场力做功够=.由此可知电荷在电场中移动时，电场力做功

的特点是^

【参考答案】

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人教版高中物理选修3-1导学案

1.答案：CD

解析：针对A：当静电场中的导体处于静电平衡时，其内部电场强度处处为零，但该导

体为等势体，其电势不为零，故A错..

针对B：在匀强电场中，电场强度处处相等，但电势沿电场线方向降低，故B错.

针对C：电场线方向处处与等势面垂直，即电场线上各点■的切线方向与等势面垂直，

各点电场强度方向就是电场线各点切线方向，故C正确.

针对D：电场强度方向是电势降落最快的方向，故D正确.

2.答案：A

3.答案：BD

解析：由题图可知b处的电场线比a处的电场线密，说明b处的场强大于a处的场强.根

据牛顿第二定律，试探电荷在b处的加速渡大于在q处的加速度，A选项错.由题图可知，

电荷做曲线运动，必受到不等于零的合外力，即FWO,且F的方向应指向运动轨迹的凹向.因

为试探电荷带负电，所以电场线指向是从疏到密.再利用“电场线方向为电势降低最快的方

向”判断“、b处电势高低关系是9“＞强，C选项不正确.根据试探电荷的位移与所受电场力

的夹角大于90。，可知电场力对试探电荷做负功.功是能量变化的量度，可判断由。一人电

势能增加，B选项正确.又因电场力做功与潞径无关，系统的能量守恒，电势能增加则动

能减小，即速度减小，D选项正确.

4.答案：AB

5.答案：BCD

解析：由等势线的形状知，这是一个位于圆心的点电荷产生的电场，两个粒子与点电荷

的作用情况是相反的，所以两个粒子电性一定不同.粒子1的动能先减小后增大，粒子2

的电势能先减小后增大.到C两点时两个粒子的速度可能相同也可能不同，无法确定.

6.答案：qElcosOqELcos。qELcos。电场力做功的大小与路径无关，只与始末位置

有关

解析：路.径A8、ACB、曲线在电场线方向。上的投影都是8C=Lcos。，因此沿这三

条路径电荷由A运动到8,电场力做的功都是qELcos。，因此电场力做功的特点是：与路径

无关，只与始末位置有关.

【学习反思】

电势的物理意义是什么？采用了怎样的定义方法？类比重力做功和静电力做功，重力

势能的变化和电势能的变化。

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人教版高中物理选修3-1导学案

1.5《电势差》导学案

【学习目标】

1、理解电势差的概念，知道电势差与电势零点的选择无关。

2、掌握两点间电势差的表达公式，知道两点间电势差的正负号与这两点的电势高低之

间的对应关系。

3、知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差之间的关系，会应用静电力做

功的公式进行相关的计算。

【重点难点】

静电力做功公式中正负号的应用与正负号的物理意义

【学法指导】

认真阅读教材，体会电势差的特点；体会例题展示的解题方法

【知识链接】

除了电场强度，电势是又一个表征电场性质的重要物理量。

电势的定义：___________________________________________________

用公式表示为：___________________

应该先规定电场中某处的.电势为0,然后才能确定其他各点的电势。电场中各点的电势

可以是正值，也可以是负值。但电势只有大小，没有，是_______量。

选择不同的位置作为电势零点，电场中某点电势的数值也会改变。那么有没有不随电势

零点变化而变化的物理量呢？(类比高的和高度差思考)

【学习过程】

1、电势差

(1)电势差是电场中两点间的电势的差值，

即：UAB=或UBA=显然UAB=-UBA

(2)电场中某一点的电势，与选取的电势零点有关；而电场中两点间的电势差，与选

取的电势零点。

(3)电势和电势差单位都是,符号,都有正负值，但都是______量

a.电势的正负表示该点比电势零点的电势高或低；

b.电势差的正负表示电场中两点电势的高低。

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人教版高中物理选修3-1导学案

说明：电势差也叫电压，在很多场合下电压不带正负号。

2、电势差与电场力做功的关系

(1)推导：电荷q在电场力作用下由A点移到另一点B的过程中，电场力做的功见记

与两点间电势差UAB关系：

(2)关系式：或

［思考］UAB由什么决定？由WAB.q决定吗?

所以电势差反映了..

3、应用W"="。八"计算时，相关物理量用正、负值代入，其结果：

W">°，电场力做功；叼8<°，电场力做功(也可以说成物体克服电

场力做功)；

。相>°，表示。八(PB；表示力9B(比较9A和夕8的高低)

三、典型例题分析

(提示：应用=4。"计算时，注意各物理量用正负值代入。)

【例1】将一个电量为一2x10-9c的点电荷从电场中的N点移到M点，需克服电场力

做功1.4x108j,N、M两点间的电势差UNM为多少？若将该电荷从M移到N,电场力做什

么功?UMN为多少？

【例2】在电场中把2.0x10-9。的正电荷从A点移到B点，静电力做功1.5x10-7中再

把这个电荷从B点移到C点，静电力做功-40x10-73。

(1)A、B、C三点中哪点电势最高？哪点电势最低？

(2)AB间，BC间，AC间的电势差各是多大？

(3)把-1.5xl0「9c的电荷从A点移到C点，静电力做多少功？

解⑴

20

人教版高中物理选修3-1导学案

(2)

(3)

四、课堂小结：

1电势差的概念及公式：

2、电势差和,电势的区别：_____________________________________________________

3、电势差与电场力做功的关系式：

4、应用%B=[UAB计算时的注意事项：

【训练测试】

1.下列公式中，既适用于点电荷产生的静电场，也适用于匀强电场的有

（）

①场强②场强E=U/4③场强E=AQ/J④电场力做功W=Uq

A.①③B.②③

C.②④.D.①④

2.下列说法哪些是正确的（）

A.电势处处相等且不为零的空间中各点场强必。为零

B.电势降落速度最大的方向必为场强方向

C.电场中电势高的点场强较大

D.电场中场瞿相等的两点间电势差一定为零

3.如下图所示，匀强电场场强E=100V/m,A、B两点相距10cm,A、8连线与电场

线夹角为60。，则UBA之值为（）

A”-10VB.1.0V

C.-5rVD.一5/V

4.A、B在两个等量异种点电荷连线的中垂线上，且到连线上中点。的距离相等，如

图所示，则（）

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人教版高中物理选修3-1导学案

I

；A

I

I

®---

:

I

A.同一电荷在A,8两点的电势能相等

B.把正电荷从A点沿直线移动到B点，电荷的电场强度先增大后减少

C.把正电荷从A点沿直线移动到B点，电荷的电势能先减少后增大

D.A、B连线上的任意两点的电势差为零

5.夏季某日，某地区距地面一定高度的空中有两块相距3km的足够大的云团，受湿气

流影响，两块云团正在以5m/s的相对速度靠近，不断与空气摩擦带电.设两云团之间电势

差保持3X10,不变，已知空气电离的电场强度(即发生放电时的电场强度)为3X

云团间的电场可视为匀强电场，则大约经过秒，将会发生放电现象；在这次放电中

.，若从一块云团移到另一块云团的电荷量为500C,闪电历时0.01s,则此过程中的平均电流

为安培.(提示：电流

6.如图所示的匀强电场中，有a、Z?、c三点，ab—5cm,be—\2cm,其中沿电场方

向，历和电场方向成60。角，一个电量为q=4X104c的正电荷从。移到匕电场■力做功为

WI=1.2X10-7J,求:

(1)匀强电场的电场强度E;

(2)电荷从b移到c,电场力做的功电；

(3%、c两点的电势差£/,«•.

【参考答案】

1.答案：D

2.答案：AB

解析：沿场强方向电势必然降低，在某空间中电势处处相等且不为零，则只有场强为零

才可能，故A对，由电势差与场强的关系可知B对C错D错.

3.答案：C

解析：UBA=_Ed=-100X0.1Xco