高中物理人教版（2019）新教材全册导学案：选修3-1

高中物理选修3-1第一章

第一节电荷守恒定律

课型：讲授课课时：2课时

审核人：高二物理组

【学习目标】

（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.

【学习重点】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。

第一课时

一.电荷：

1.两种电荷：

用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电

2.两种电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引

思考：一般情况下物体不带电，不带电的物体内部是否存在电荷？

现代科学早已把物质结构的秘密揭开：物质都是由分子组成.而分子由原子组成，原子是

由一个带正电的原子核和一定数目的绕核运动的带负电的电子组成.原子核所带正电量的总

数与核外所有电子的负电量总数是相等的，且正电荷、负电荷分布的中心（常称电荷中心）

重合.因而，在通常情况下，整个原子呈电中性（所谓不带电）.当原子因某种原因（如摩擦、

受热、化学变化等），而失去一个或几个电子时，原子就显为“带正电”，获得额外电子时，就

显为“带负电所以，实质上物体的带电过程就是电子的得失过程.比如用丝绸摩擦过的玻璃

棒所带的正电荷，实质上就是由于两者摩擦，组成玻璃棒的原子上的若干电子转移到丝绸上,

使玻璃棒失去电子带正电，而丝绸得到电子带负电.

二.使物体带电的方法：

1.摩擦起电：电子从一个物体转移到另一个物体上。得到电子带负电，失去电子带正电。

2.感应起电：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电的现象.实质是电荷从物体的一部分转

移到另一部分.

规律：近端感应异种电荷

远端感应同种电荷

3.接触带电:实质是电荷从一个物体转移到另一个物体.规律是电量先中和再平分。

注意：

起电的本质：无论是哪种起电方式，其本质都是将正、负电荷分开，使电荷发生转移，并不

是创造电荷。

三.电荷守恒定律：

电荷既不能创造，也不能消灭，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，在转移过程中，电荷的总量保持不变。

例1.一个验电器原来带少量正电，如果用一根带大量负电的橡胶棒接触验电器的金属球，金

属箔的张角将（）

A.变小B.变大C.先变小后变大D.先变大后变小

练习1.两个完全相同的金属小球A和B,A球带电+3c,B球带电-2c,俩球接触后再分开.分

开后A球带电,B球带电

2.（多选）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

3.（多选）把两个完全相同的金属小球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相

互排斥，则A、B两球带电情况可能是（）

A.带有等量异种电荷B.带同种电荷C.带不等量异种电荷D.无法确定

例2.如图所示，在带电体C的右侧有两个相互接触的金属导体A和B,均放在绝缘支座上.若

先将C移走，再把A、B分开，则A电，B电.若先将A、B分开，再移走C,

则A电，B电.用手接触B端，移去手指再移去C,AB带何种电荷

.若手的接触点改在A端，AB又带何种电o

练习1.如图所示，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.金属球一定不带电B.金属球可能带负电C.金属球可能带正电D.金属球一定

带负电

练习1练习2

2.如图所示，放在绝缘支架上带正电的导体球A,靠近放在绝缘支架上不带电的导体B,导

体B用导线经开关接地，现把S先合上再断开，再移走A,则导体B（）

A.不带电B.带负电C.带正电D.不能确定

【学生课后练习】P2页例1,题组训练1,2,P3页例2,题组训练3,4,P4页例3,题组训

练5,6,P4页随堂训练3,4,

第二课时

四.元电荷：

1.元电荷：电荷量e=L6（）xlO」9c称为元电荷。

2,元电荷是电荷量的单位（1.60x10-19（：是一个电荷量单位），不是指某电荷。

3.元电荷的值：e=1.60xl049c,由美国物理学家密立根用油滴实验测得。

4.电子和质子的电荷量均为e,所以带电体的电荷量或者等于e,或者等于e的整数倍。

5.比荷：带电体的电荷量与其质量的比值，叫做比荷。

例3.（多选）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.把质子或电子叫元电荷.

B.1.60x1049c的电量叫元电荷.

C.电子带有最小的负电荷，其电量的绝对值叫元电荷.

D.质子带有最小的正电荷，其电量的绝对值叫元电荷.

练习1.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本身B.元电荷实质上是指质子本身

C.元电荷的值通常取e=1.60x10-19CD.元电荷e的数值最早是由物理学家库仑用实验测

得的

2.（多选）关于元电荷的理解，下列说法正确的是（）

A.元电荷就是电子B.元电荷就是科学实验发现的最小电荷量

C.元电荷就是质子D.物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍

3.小华发现参考书上某个电量的数值模糊不清.请你运用学过的知识来判断该数值可能是

（）

-,9-l9

A.6.8x10-9©B.6.6x10-19cc.6.4xlOCD.6.2xlOC

【学生课后练习】P4页随堂训练1,2,

【同步导学案课时作业】P87页1,4,5,7,8,P88页9,B组3,

第二节库仑定律

课型：讲授课课时：3课时

审核人：高二物理组

【学习目标】

1.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达，知道静电力

常量.

2.会用库仑定律的公式进行有关的计算.

3.知道库仑扭秤的实验原理.

【学习重点】掌握库仑定律

【学习难点】会用库仑定律的公式进行有关的计算

第一课时

引入：同种电荷相互排斥

异种电荷相互吸引

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？

一.点电荷：

1.在研究带电体间的相互作用时，如果带电体本身的线度远小于它们之间的距离.带电体本身

的大小，对我们所研究的问题影响很小，相对来说可把带电体视为一几何点，称为点电荷。

2.点电荷是一个理想化的模型。

3.点电荷本身的线度不一定很小，它所带的电量也可以很大。点电荷这个概念与力学中的“质

点”类似。

猜想：1.可能跟电荷电量有关

2.可能与两个电荷间的距离有关

二.库仑的实验：

研究方法：控制变量法

LF与r有关:结论：保持两球上的电量不变，改变两球之间的距离r,从实验结果中库仑得出

静电力与距离的平方成反比，即F«l/r2

2.F与q有关：

结论：保持两球间的距离不变，改变两球的带电量，从实验结果中库仑得出静电力与电量的

乘积成正比，即F8q1q2

三.库仑定律：

1.内容：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，作用力的方向在它们的连线上。电荷间相互作用力叫做静电力或库仑

力。

2.大小：

其中K叫静电力常量：k=9.0xl09N-m2/C2,由库仑利用扭称实验测得。

r是两个点电荷间的距离

3.适用条件：真空中；点电荷。

例1.（多选）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

练习1.关于库仑定律，下列说法正确的是（）

A.库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体

B.根据可知当两电荷间的距离趋近于零时，库仑力将趋向无穷大

C.若点电荷卬的电荷量大于q2的电荷量，则qi对q2的库仑力大于q?对qi的库仑力

D.库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是与距离平方成反比的定律

例2.两个半径为0.3m的金属球，球心相距1.0m放置，当他们都带1.5x10-C的正电时，相

互作用力为Fi，当它们分别带+1.5x10-5(3和-1.5XI0-5C的电量时，相互作用力为F?,则()

A.F,=F2

B.FJ<F2

C.Fi>F2

D.无法判断

练习L两个半径为R的带电球所带电荷量分别为卬和q2,当两球心相距3R时，相互作用的

静电力大小为()

qRq网一”巴

F=k------F>k------F<k-------

A.(3R『B.(3而C.(3R)D.无法确定

2.(多选)两金属球球心相距为r,r略大于两球半径之和，现让其分别带上异种电荷+Q和-q,

则两带电球之间的相互作用力的大小应满足()

QqF>kQqQqk°q

A.F-k：B.>r2c.D.r越大，F越接近于产

【学生课后练习】P5页例1,P6页题组训练1,2,4,P8页随堂训练1,

第二课时

四.对库仑定律的理解：

1.库仑定律的适用条件是真空中的点电荷，当带电体不能看成点电荷时，库仑力的计算不能

利用库仑定律。

2.利用库仑定律的公式进行有关的计算时，电量带绝对值，再利用电性判断库仑力是引力或

斥力。

3.库仑力具有力的共性，可以运用力学中力的分析和计算方法。

4.同一条直线上三个点电荷的平衡必须满足：电性两同夹异，电量两大夹小。

例3.如图所示，放在光滑绝缘水平面上的带电两个小球，相距0.18m,已知Q,电量为+

1.8X1012C,此时两个点电荷间的静电斥力F=1.0X10I2N,静电力常量k=9.0x!09N-m2/C2«则

Q2所带的电量是。当它们的距离为0.36m时，它们之间的静电力是多大

练习1.如图，在M、N点分别放有带电荷量为Q和q的两个正点电荷，它们之间的库仑力大

小为F.下列说法正确的是()

A.Q对q的库仑力的方向向左

B.q对Q的库仑力的方向向右

C.若将它们间的距离增大为原来的2倍，则Q对q库仑力的大小变为F/4

D.若将它们间的距离增大为原来的2倍，则Q对q库仑力的大小变为4F

2.如图所示，A、B、C三点在一条直线上，各点都有一个点电荷，它们所带电量相等.A、B

两处为正电荷，C处为负电荷，且BC=2AB.那么A、B、C三个点电荷所受库仑力的大小之

比为.

3.在真空中，两个点电荷原来带的电荷量分别为印和q2,且相隔一定的距离.若现将q2增

加为原来的3倍，再将两点电荷间的距离缩小为原来的一半，则前后两种情况下两点电荷之间

的库仑力之比为（）

A.1：6B.1：12

C.12：1D.6：1

4.A、B、C三点在同一直线上，AB：BC=1：2,B点位于A、C之间，在B处固定一电荷量

为Q的点电荷.当在A处放一电荷量为+q的点电荷时，它所受到的静电力为F；移去A处电

荷，在C处放一电荷量为-4q的点电荷，其所受电场力为（）

A.-F/2B.F/2

C.-FD.F

例4.两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r的

两处，它们间库仑力的大小为E两小球相互接触后将其放回原位置，则两球间库仑力的大小

为（）

A.F/3B.3F/4C.4F/3D.3F

练习1.真空中有两个完全相同的、可视为点电荷的甲、乙带电小球，甲的电荷量为q,乙的

电荷量为-2q,当它们相距为r时，它们间的库仑力大小为F。现将甲、乙充分接触后再分开,

且将甲、乙间距离变为2r,则它们间的库仑力大小变为（）

A.F/32B.F/16C.F/8D.F/4

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/2B.F/4C.F/8D.3F/8

3.（多选）两个相同的金属小球，带电量之比为1：5,当它们相距r时的相互作用力为B.若

把它们互相接触后再放回原处，它们的相互作用力变为F2,则Fl：F2可能是（）

A.5：1B.5：9C.5：4D.5：8

【学生课后练习】P6页例2,题组训练3,P8页随堂训练3,

第三课时

例5.真空中有两个带正电的相同小球，如图所示，电荷量都为IO用。用30cm的丝线悬于同

一点，如图所示，平衡时，它们相距30cm。(取g=10m/s2)试求:

(1)小球的质量；(2)线上的拉力FT大小。

练习1.(多选)如图所示用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在空中。三

个带电小球质量相等，A球带负电，平衡时三根绝缘细线都是直的，但拉力都为零.则()

A.B球带负电荷，C球带正电荷B.B球和C球都带正电荷

C.B球和C球所带电量不一定相等D.B球和C球所带电量一定相等

2.如图所示，把质量为2g的带负电小球A用绝缘细绳悬起，若将带电量为Q=1.8xl()T2c的

带电小球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距30cm时，则绳与竖直方向成30°角，g

取10m/s2,静电力常量k=9.0xl()9N.m2/C,求：⑴绳中拉力氏的大小.(2)A球带电量.

例6.真空中有两个相距r的点电荷A和B,带电荷量分别为qi=+q,q2=+4q,再放入一

个点电荷q3,三个点电荷皆可自由移动，在什么位置放入第三个点电荷q3可使三个电荷都处

于平衡状态，q3的电荷量为多少？

练习1.如图所示，在一条直线上有两个相距0.4m的点电荷A、B,A带电+Q,B带电一9Q。

现引入第三个点电荷C,恰好使三个点电荷均在电场力的作用下处于平衡状态，则C的带电

性质及位置应为()

A.正B的右边0.4m处B.正B的左边0.2m处

C.负A的左边0.2m处D.负A的右边0.2m处

【学生课后练习】P7页例3,题组训练5,6,P8页随堂训练2,4,

【同步导学案课时作业】P88页4,P89页1,2,3,5,7,P89页9,B组2,3,

第三节电场强度

课型：讲授课课时：5课时

审核人：高二物理组

【学习目标】

1.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.

【学习重点】电场强度的概念及其定义式

【学习难点】对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算

第一课时

一.电场：

1.描述性说明:存在于带电体周围的特殊物质。

2.基本性质：对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫电场力。

3.电荷的周围一定存在电场，电场是一种客观存在的特殊物质，电荷间的相互作用是通过电场

发生的。

二.电场强度

1.定义：放入电场中某点的电荷所受的电场力尸跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强

度，简称场强。

2.定义式：E=F/q

3.单位：牛/库(N/C)或伏/米(V/m)

4.方向：电场强度是矢量，规定其方向与正电荷在该点的受力方向相同。

5.电场强度的物理意义：

电场强度E电场力F

是反映电场本身的力的性质的物理量，其大小表仅指电荷在电场中的受力

示电场的强弱

定义式：E=F/q计算式：F=qE

E的大小只决定于电场本身，与试探电荷q无关F的大小由放在电场中某点的电荷q和该点的场

强E共同决定

E是矢量，其方向与正电荷F是矢量，其方向对于正电荷(+q),F与E同向；

（+q）在该点受到的电场力的方向相同对于负电荷（-q）,F与E反向

E的单位：牛/库（N/C）F的单位：牛（N）

电场强度是描述电场本身的力的性质的物理量，反映电场中某一点的电场性质，其大小表

示电场的强弱，由产生电场的场源电荷和点的位置决定，与检验电荷无关。数值上等于单位

电荷在该点所受的电场力。

6.电场强度和电场力的对比分析

例1.P点为点电荷+Q的电场中的某点。若将电荷量为q的试探电荷放在P点，该试探电荷

受到的电场力是F。下列说法正确的是（）

A.若将电荷量为2q的试探电荷放在P点，P点的场强大小为F/q

B.若将电荷量为2q的试探电荷放在P点，P点的场强大小为F/2q

C.若将电荷量为一q的试探电荷放在P点，P点的场强大小为一2F/q,电场强度的方向与原

来相反

D.若将放在P点的试探电荷取走，则P点的场强为零

练习1.（多选）关于电场强度，下列说法正确的是（）

A.电场中某点的电场强度，与该点所放试探电荷的电荷量成反比

B.若在该点放一个电荷量为一2q的试探电荷，则该点的电场强度大小仍为E,但电场强

度的方向与原来相反

C.根据电场强度的定义式£=臼口可知，电场强度E跟F成正比，跟q成反比

D.虽然电场强度的定义式为E=F/q,但电场中某点的电场强度与试探电荷q无关

2.当在电场中某点放入电量为q的试探电荷时，测得该点的场强为E,则（）

A.若在该点放一个电量为一q的试探电荷，则该点的电场强度大小仍为E,但电场强度的方

向与原来相反

B.若在该点放一个电荷量为q/2的试探电荷，则试探电荷在该点受电场力为2F,该点的电场

强度的大小为2E,电场强度的方向与原来相同

C.根据公式£=卬口可知，电场强度跟电场力成正比，跟放入电场中的试探电荷的电量成反比

D.E的方向与放入该点的正试探电荷的受力F的方向一定相同

3.（多选）由电场强度的定义式E=F/q可知，在电场中的同一点（）

A.电场中某点的场强越大，则同一电荷在该点受到的电场力越大

B.电荷在电场中某点所受的电场力大，则该点的电场强度强

C.若电荷q在A处受到的电场力比B点时大，则A点电场强度比B点的大

D.无论检验电荷所带的电荷量如何变化，F/q始终不变

【学生课后练习】P9页例1,题组训练1,2,P12页随堂训练2,

第二课时

例2.在电场中某一点，当放入正荷时受到的电场力向右，当放入负电荷时受到的电场力向左，

下列判断正确的是（）

A.当放入正电荷时，该点的场强方向向右；当放入负电荷时，该点的场强方向向左

B.该点的场强方向一定向右

C.该点的场强方向一定向左

D.该点的场强方向与所受电场力较大的那个电荷受力方向一致

练习1.（多选）关于电场强度有下列说法，正确的是（）

A.电场强度的方向总是跟电场力的方向一致

B.电场中某点的电场强度在数值上等于单位电荷在该点所受的电场力

C.在点电荷Q附近的任意一点，如果没有把试探电荷q放进去，则这一点的电场强度为零

D.电场中某点的电场强度与试探电荷q无关

2.电场中某点电场强度的方向()

A.跟点电荷在该点所受电场力方向一致

B.跟正电荷在该点所受电场力方向一致

C.就是正电荷在电场力作用下的运动方向

D.就是负电荷在电场力作用下的运动方向

例3.场源电荷Q=2xl(p4c,是正点电荷，检验电荷q1=2x10-5。是负电荷，它们相距r=2m

而静止，且都在真空中，如图所示，求:⑴卬受的电场力;(2)q,所在的B点的场强EB；

(3)将印换为q2=2xl0-5c的正点电荷，再求q2的受力及B点的场强；

(4)将检验电荷拿去后B点的场强.

练习1.在真空中的O点放一个点电荷Q=+2xl(p9c,直线MN通过O点，OM的距离r=30cm,

M点放一个点电荷q=-lxl0i°C,如图，求：

(1)q在M点受到的电场力

(2)点电荷Q在M点产生的场强。

2.如图所示，两个正电荷卬、q2电荷量都是3C,静止于真空中，相距r=2m.

(1)在它们的连线AB的中点O放入正电荷Q,则Q受的静电力为.O点的场强为

(2)在O点放入负电荷Q,则Q受的静电力为.

(3)在连线上A点的左侧C点放上负点电荷q3,q3=lC且AC=1m,则q1在C点产生场强为

q2在C点产生场强为

3.如图所示，用与丝绸摩擦过的玻璃棒接触一个用绝缘细线竖直地悬挂于电场中、质量为

2.0x10-3kg的小球，当小球的带电量为1.0x10-4c时,悬线中的张力为FT=1.5x10-2N.求

小球所在处的场强大小。

第三课时

三.点电荷的电场:

卜",—kzQ―

1.点电荷的电场：U

点电荷Q在真空中形成的电场中，不同点的场强是不同的，那么场强的大小由什么因素决定?

在点电荷Q形成的电场中，在距离Q为r的P点放一试探电荷q

根据库仑定律，q受到的库仑力的大小：F=kqQ//

又由电场强度的定义可得出P点的场强E的大小：E=F/q=kQ/r2

£=-E=k壬

2.9和〃的比较:

适用范围电荷的意义

E=F/q定义式，适用于一切电场q是检验电荷，E与q无关

E=大乌

仅对点电荷的电场适用Q是场源电荷，E与Q成正比

例4.对于由点电荷Q产生的电场，q是检验电荷，下列说法中正确的是（）

A.电场强度的定义式仍成立，即£=H（3,式中的Q就是产生电场的点电荷

B.在真空中电场强度的表达式为£=1＜（2//,式中的Q就是产生电场的点电荷

C.在真空中电场强度的表达式为£=1«1//,式中的q是试探电荷

D.以上说法都不对

练习1.关于电场强度E,下列说法正确的是（）

A.由£=卬口知，若电场中某点不放检验电荷，该点场强E为0

B.由£=»口知，若q减半，则E变为原来的2倍

C.由£=1＜（2//知，以Q球心、1•为半径的球面上，各点场强均相同

D.由£=1＜（2//知，Q不变时，r越大，场强越小

2.（多选）电场强度的定义式为E=F/q,点电荷的场强公式为E=kQ/»,下列说法正确的是

（）

A.E=F/q中的场强E与电荷q无关

B.E=kQ/F中的场强E是电荷Q产生的

C.E=F/q中的F表示单位正电荷受到的力

D.£=wq和£=1＜（2//都只对点电荷适用

3.如图所示，B为线段AC的中点，如果在A处放一个+Q的点电荷，测得B处的场强

EB=60N/C,则下列说法正确的（）

A.C处的场强大小为Ec=30N/C

B.C处的场强大小为Ec=20N/C

C.把q=10-9C的点电荷放在C点，则其所受电场力的大小为4.5x10-8N

D.把q=10-9C的点电荷放在C点，则其所受电场力的大小为1.5x10-8N

4.在点电荷Q产生的电场中有a,b两点，相距为d,己知a点的场强大小为E,方向与ab

连线成60。角，b点的场强方向与ab连线成30。角，如图所示，则点电荷Q的电性和b点的场

强大小为（）

A.负电、E/3B.正电、E/3

C.正电、3ED.负电、3E

【学生课后练习】P10页例2,题组训练3,

第四课时

提出问题：如果有几个点电荷同时存在，在几个点电荷共同形成的电场中，如何求某点的场

强？

四.电场强度的叠加：

1.在几个点电荷共同形成的电场中，某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强

的矢量和，这叫做电场的叠加原理。

2.电场强度是矢量，叠加时先在该点放入一个正的检验电荷，根据检验电荷在该点所受电场力

的方向，确定出该点电场强度分量的方向，再求场强的矢量和.

注意：研究均匀带电球体（或球壳）在球外产生的电场时，可以认为全部电荷集中在球心。

例5.如图所示，abc处在真空中，边长分别为ab=5cm,be—3cm,ca=4cm。两个带电小球

固定在a、b两点，电荷量分别为qa=6.4xl（）ic,qb=-2.7xl（）ic。已知静电力常量

k=9.0xl09Nm2/C2,求c点场强的大小及方向。

练习1.（多选）真空中有两点电荷卬、q2分别位于直角三角形的顶点C和顶点B上，D为斜边

AB的中点NABC=30。，如图所示，已知A点电场强度的方向垂直AB向下，则下列说法正确

的是（）

A.qi带正电，q2带负电

B.qi带负电，q2带正电

C.q,电荷量的绝对值等于q2电荷量的绝对值的二倍

D.qi电荷量的绝对值等于q2电荷量的绝对值的一半

2.如图所示，四个点电荷所带电荷量的绝对值均为Q,分别固定在正方形的四个顶点上，正

方形边长为a,则正方形两条对角线交点处的电场强度（）

4^kQ2在kQ

A.大小为a2,方向竖直向上B.大小为a?,方向竖直向上

4口kQ2业kQ

C.大小为a,方向竖直向下D.大小为a,方向竖直向下

66

3.真空中有两个点电荷A、B相距r=30cm,qA=4xlO_C,qB=-4xlO-C,已知静电力常量k

=9.0x109N-m2/C2,在A,B两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的。点,求

（1）0点的电场强度。

（2）若在0点放一个带电量为qc=4xl（p6c的正点电荷C,求该电荷所受的电场力的大小。

【学生课后练习】P10页题组训练4,P12页随堂训练4,

第五课时

五.电场线：

L定义：电场线是用来形象地描述电场强弱与方向特性的一簇曲线。电场线上每一点的切线方

向，都和该点的场强方向一致。

2.电场线的特征：

（1）.电场线是假想的，实际电场中并不存在

⑵.静电场的电场线起于正电荷止于负电荷，孤立的正电荷（或负电荷）的电场线止于（或起

于）无穷远处点.

（3）.电场线密的地方场强强，电场线疏的地方场强弱

（4）.电场线不会相交，也不是闭合曲线，且与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系.

3.几种常见电场中电场线的分布及特点：

⑴正、负点电荷的电场中电场线的分布：

特点：

a.匀强电场是大小和方向都相同的电场，

故匀强电场的电场线是平行等距同向的直线.

b.电场线的疏密反映场强大小，电场方向与

电场线平行.

⑵等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布：

a.沿点电荷的连线，场强先变小后变大.

b.两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均相同，且总与中垂面（中垂线）垂直

c.在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点0等距离各点场强相等。

（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：

a.两点电荷连线中点O处场强为0.

b.两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏,表示电场强度先变大后变小，无限远电场

强度为0.

（4）.匀强电场：

特点：

a.匀强电场是大小和方向都相同的电场，故匀强电场的电场线是平行等距同向的直线.

b.电场线的疏密反映场强大小，电场方向与电场线平行.

4.电场线不是电荷的运动轨迹，因为运动轨迹的切线方向是速度的方向，而电场线的切线方向

是正电荷的受力方向和加速度方向（负电荷则相反）。要使两条曲线能重合，要满足一些特殊

条件

①电场线是直线；

②电荷初速度为零或初速度方向与电场线在同一直线上；

③电荷只受电场力作用。

例6.（多选）以下关于电场和电场线的说法中正确的是（）

A.电场和电场线都是真实存在的B.电场是真实存在的，电场线是不存在的

C.电场线可以描述电场的强弱和方向D.电场线在电场中不能相交

练习1.下列关于电场线的说法，正确的是（）

A.电场线是电荷运动的轨迹B.电场线是实际存在的曲线

C.电场线是闭合的曲线D.电场线越密的地方，同一电荷所受电场力越大

2.（多选）如图所示是电场中某区域的电场线分布图，A、B是电场中的两点，下列判断中正确

的是（）

A.A点电场强度大于B点电场强度

B.A、B两点电场强度方向相同

C.负点电荷在A点受力向右

D.同一点电荷在A点受力一定大于在B点受力

3.如图为某一点电荷的电场线分布图，a、b、c是点电荷附近的三处位置，下列说法中正确的

是（）

A.该电场为正电荷的电场

B.c点处无电场

C.a点处电场强度小于b点处的电场强度

D.a点处电场强度大于b点处的电场强度

4.（多选）如图中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在这条线上有a、b两点，用Ea、

En表示a、b两处的场强大小，则正确的是（）

A.a、b两点的场强方向相同

B.因为电场线从a指向b,所以Ea>Eb

C.a、B同在一条电场线上，且电场线是直线，所以Ea=Eb

D.不知a、b附近的电场线分布状况，旦、Eb的大小不能确定

【学生课后练习】P11页例3,题组训练5,6,P12页随堂训练1,3,

【同步导学案课时作业】P91页1,2,3,4,8,P92页9,B组3,4,

第四节电势能和电势

课型：讲授课课时：4课时

审核人：高二物理组

【学习目标】

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。

3、明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。

4、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。

【学习重点】理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。

【学习难点】掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题

第一课时

复习回顾

功是能量转化的量度！

1.功的计算：

2.重力做功有什么特点？

（1）与路径无关，由初末位置的高度差来决定。

「

（2）WG与重力势能的关系:WG=EPEP2

（3）重力势能是相对的，有零势能面（人为选定），重力势能具有系统性。

一.静电力做功的特点：

例1.正电荷q在电场强度为E的匀强电场中由A运动到B电场力做功吗？做了多少功？

W=qE-IABI

例2.求试探电荷+q沿直线AB移动到B时电场力做的功.

例3.求试探电荷+q沿曲线AB移动到B时电场力做的功.

结论：在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电

荷经过的路径无关。（对于非匀强电场也适用）

二.电势能:电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫电势能。

提出问题：电场力做功与电势能有什么关系？（联系重力做功与重力势能的关系）

1.电荷在电场中具有电势能。

2.电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小

3.电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大

4.电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。

5.电势能是相对的，与零电势能面有关

注意：通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上电势能规

定为零。

6.电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性.

7.电势能是标量.电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做的功。

由此可见，电场力做功与重力做功，电势能与重力势能都很相似，所以大家在学习电势能过

程中应该多联系重力做功与重力势能的关系帮助理解电势能。

三.电场力做功正负的判断和电势能的增减：

顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电势能减少

顺着电场线移动负电荷，电场力做负功，电势能增加

逆着电场线移动正电荷，电场力做负功，电势能增加

逆着电场线移动负电荷，电场力做正功，电势能减少

例1.（多选）下列说法正确的是（）

A.负电荷从A点移到B点时，电场力做负功，电势能一定增加

B.负电荷从A点移到B点时，电势能增加，电场力一定做正功

C.正电荷从A点移到B点时，电场力做负功，电势能一定增加

D.正电荷从A点移到B点时，电势能增加，电场力一定做正功

练习1.（多选）下列说法正确的是（）

A.电荷从电场中的A点运动到了B点，路径不同，电场力做功的大小就可能不同

B.电荷从电场中的某点开始出发，运动一段时间后，又回到了该点，则说明电场力做功

为零

C.正电荷沿着电场线运动，电场力对正电荷做正功

D.负电荷逆着电场线运动，电场力对负电荷做负功

2.外力克服电场力对电荷做功时（）

A.电荷的动能一定增大B.电荷的动能一定减小

C.电荷的电势能一定增大D.电荷的电势能一定减小

第二课时

引入:电场的力的性质我们用场强E来描述，那么电场的能的性质我们又应该用什么物理量来

描述呢？能否用“电势能''呢？

电场的能的性质也是电场本身的一种属性，它只能由场源本身所决定，而与电场中有无放入

试探电荷无关.而电势能的大小是与试探电荷的电量q有关的（因q越大，其所受电场力就

越大，具有的做功本领大，电势能也就大），故不能用“电势能”来描述电场的能的性质，我们

引入一个新的物理量——“电势”来表示它。

将正电荷q从A点移到B点，电场力做功

WAB=qELcosQ

又WAB=EPA-EPB取0点的电势能为零，则：

EPA=qELcosO

得电势能与电荷的比值：EpA/q=ELcosO

四.电势:

1.定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值

2.公式：（p=Ep/q

3.物理意义:描述电场的能的性质的物理量。

4.单位：伏特符号为VIV=1J/C

五:对电势的理解：

1.某点电势的大小是相对于零点电势而言的。零电势的选择是任意的，一般选地面和无穷远为

零电势。

2.电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的，与放不放电荷及放什么电荷无关。

3.电势是标量，只有大小，没有方向.（电势为负数时，表示该处的电势比零电势处的电势低，负号

不表示方向）

4.计算时（p、Ep、q都带正负号。

六.电势高低的判断方法：

方法一：沿着电场线方向，电势降低。

方法二：正电荷在电势高处电势能大，负电荷在电势低处电势能大

例2.电量为q=l（）Vc的正点电荷，电场中的A点的电势（PA=30V,B点的电势蚀=-10V,B

点的电势（pc=-3OV,求：

（1）点电荷q在A,B,C三点的电势能各多大？

（2）把q从A移到B,电势能变化了多少？电场力做多少功？

（3）把q从B移到C,电势能变化了多少?电场力做多少功？

练习1.如图所示，在同一条电场线上有A,B.C三点,（pA=5V,QB=2V,虹=。，点电荷

电量q=-6x10-6c,求：

（1）点电荷q在A,B,C三点的电势能各多大？

（2）将q从A移到B,电势能变化了多少?电场力做多少功？

（3）将q从B移到C,电势能变化了多少?电场力做多少功？

2.将一电量为q=2xl05c的点电荷从电场外一点P移至电场中某点A,电场力做功4x10-6j,

求A点的电势.

3.在点电荷Q形成的电场中有一点A,当一个-q的试探电荷从电场的无限远处(取无限远处

电势为0)被移到电场中的A点时，静电力做的功为W,则试探电荷在A点的电势能坛,=,

电场中A点的电势(PA=.

【学生课后练习】P13页例1,P16页随堂训练4,

第三课时

七.等势面：

1.电场中电势相同的各点构成的面叫做等势面，等势面表示电势的高低。

2.等势面的特点：

(1)等势面一定跟电场线垂直，在同一等势面上的任意两点间移动电荷，电场力不做功；

⑵电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面，任意两个等势面都不会相交；

(3)电场线密的地方等势面也密，电场强度大；

3.几种典型电场的等势面：

⑴点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面

⑵等量异种点电荷电场中的等势面：

⑶等量同种点电荷电场中的等势面：

(4)匀强电场中的等势面：垂直于电场线的一簇平面

第四课时

八.电场强度与电势的关系：

1.电场强度是描述电场本身的力的性质的物理量；电势是描述电场的能的性质的物理量。

2.电场强度是矢量，正负号表示方向；电势是标量，正负号表示大小。

3.电场强度的大小根据电场线的疏密判断；电势的高低根据电场线的方向判断，电场强度的

大小与电势的高低没有必然联系。

例3.关于电场强度与电势的关系，下列说法中正确的是()

A.电场强度大的位置，电势一定高

B.电场强度为零的位置，电势一定为零

C.沿着电场线的方向，电势一定降低，但电场强度不一定减小

D.电势为零的位置，电场强度一定为零

练习1.如图所示是带负电的点电荷-Q,P1和P2为其电场中的两点.若E|、E2为P|、P2两点

的电场强度的大小，0、(P2为P|、P2两点的电势，贝1」()

>(

A.EI>E2>(pip2

B.EI>E2,(pi<(p2

C.EI<E2,(pi>(p2

D.E|<E2,(pi<(p2

2.(多选)如图，AB是电场中的一条电场线，将正点电荷q从A移到B过程中，需要克服电

场力做功，贝女)

A.该电场线的方向由A向B

B.该电场线的方向由B向A

C.A点的电势比B点的低

D.A点的电势比B点的高

3.(多选)如图所示中带箭头的直线是某一电场中的一条电场线，在该直线上有a、b两点，

用Ea、Eb分别表示a、b两点的场强大小，则()

A.Ea=Eb

B.(pa>(Pb

C.同一正点电荷在a、b两点的电势能Epa>Epb

D.同一负点电荷在a、b两点的电势能Epa>Epb

4.如图所示，实线表示某静电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。下列判断正确的是

A.1、2两点的场强相同

B.2、3两点的场强相同

C.1、2两点的电势相同

D.2、3两点的电势相同

5.（多选）如图所示，在静电场中有A、B两点，则下列说法中正确的是（）

A.场强EA>EB，电势（PA><PB

B.将电荷+q从A点移到B点，电场力做负功

C.将重力可略的电荷+q从A点移到B点，加速度变小

D.将电荷一q分别放在A、B两点，具有的电势能EPA<EPB

【学生课后练习】P14页例2,题组训练3,4,P15页随堂训练1,4,

【同步导学案课时作业】P93页1,2,4,5,

第五节电势差

课型：讲授课课时：3课时

审核人：高二物理组

【学习目标】

1.理解电势差是描述电场的能的性质的物理量，理解电势差与零点电势面位置的选取无关，

熟练应用其概念及定义式进行相关的计算.

2.能推导出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。

3.通过理论探究得到两点间电势差和电势的关系表达式，知道两点之间电势差的正负与这两

点的电势高低之间的对应关系。

【学习重点】熟练应用电势差的定义式进行相关的计算。

【学习难点】会应用静电力做功的公式进行相关的计算

第一课时

复习巩固：

1.电场力做功的特点是什么？

电场力做功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。

2.电场力做功和电势能的关系如何？

电场力做正功，电势能就减少

电场力做负功，电势能就增加

WAB=EPA-EPB

3.电势能和电势的关系如何？它们是绝对量还是相对量？

4.

它们都是相对量，与零势能点的选择有关。

一.电势差：电场中两点间电势的差值，也叫电压.

设电场中A点的电势为（pA,B点的电势为（pB

则A、B两点间的电势差为UAB=（PA-<PB

同理UBA=（PB-<PA

显然UAB=-UBA

思考：

1.电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示什么意义？

表示两点电势高低

2.如果某一点的高度可以理解为该点距离零参考点的高度差，那么某一点的电势应该如何理解

呢？

某一点的电势可以理解为距离零参考点的电势差

UAO=M>A-SO=<PA-O=<PA

二.电场力做功与电势差的关系：

电荷q从电场中A点移到B点，

WAB=EPA-EpB=qCpA-q（PB=q（<pA-<PB）

即WAB=qUAB

所以

三：电势差的比值定义法：

1.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W,、B与电荷量q的

比值，叫A、B两点之间的电势差UAB。

注：电势差在数值上等于移动单位正电荷时电场力所做的功。

2.对公式的理解：

①适用于任何电场。

②式中UAB、WAB、q都有正负，计算时都要注意各量的正负。

③电势差UAB与q、W,、B均无关（这是比值定义法的特点），仅与电场中A、B两点的位置

有关，故电势差反映了电场本身的能的性质。

④电势差的大小与零电势点的选取无关。

3.在研究微观粒子常用电子伏特（eV）做能量的单位。

leV等于一个电子经过Iv电压加速后所增加的动能.

请推导电子伏特与焦耳的换算关系

据动能定理有：

1919

AEk=W=qU=1.6xlOxlJ=1.6xlOJ

即：leV=L6xlO,9J

第二课时

例1.对于电场中A、B两点，下列说法中正确的是（