高二物理-静电场基本知识-市公开课一等奖省赛课获奖

静电场第1页电荷及其守恒定律第2页自然界中有两种电荷：两种电荷间相互作用：正电荷和负电荷同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引用毛皮摩擦过橡胶棒带负电;用丝绸摩擦过玻璃棒带正电.第3页物体带电实质：原子原子核核外电子（负电）质子（正电）中子（不带电）原来电中性物体得到电子则带上负电，失去电子带上正电。实质是电子转移。第4页物体带电方法Ⅰ、摩擦起电原因：不一样物质原子核束缚电子本事不一样，失去电子物体带正电，得到电子物体带负电。第5页物体带电方法Ⅱ、感应起电静电感应原因：把带电球C移近金属导体A和B时，导体上自由电子被吸引过来，所以导体A和B带上了等量异种电荷．感应起电没有创造电荷，而是使物体中正负电荷分开，将电荷从物体一部分转移到另一部分．

第6页物体带电方法Ⅲ、接触带电接触后再分开+Q接触后再分开Q3QQQ第7页三种带电方法(2)感应起电：电荷从物体一部分转移到另一部分(3)接触起电：电荷从一个物体转移到另一个物体

(1)摩擦起电：正负电荷分开和转移第8页起电本质不论是哪种起电方式,其本质都是将正、负电荷分开,使电荷发生转移，实质是电子转移，并不是创造电荷。第9页电荷守恒定律表述一：电荷既不能创造,也不能毁灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体一部分转移到另一部分,在转移过程中，系统电荷总数保持不变.表述二：一个与外界没有电荷交换系统，电荷代数和总是保持不变。第10页元电荷电荷量：电荷多少。单位:库仑C最小电荷量：电子所带电荷量元电荷：最小电荷量，用e表示e=1.60x10-19C全部带电体电荷量或者等于e，或者是e整数倍。故电荷量不能连续改变。比荷：带电体电荷量与质量比第11页库仑定律第12页1、内容：真空中两个静止点电荷之间相互作用力,与它们电荷量乘积成正比,与它们距离二次方成反比,作用力方向在它们连线上.2、大小：F=kQ1Q2/r23、方向：同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.4、适用条件：⑴.真空(空气中近似成立)⑵.点电荷点电荷是一个理想化模型，只有电荷量而没有大小几何点。第13页5、应用多个电荷库仑定律时，应注意：(1)任何一个电荷所受库仑力等于周围其它各点电荷对它作用力协力。(2)几个库仑力或库仑力和其它性质力合成时均恪守平行四边形法则。第14页电场强度第15页电场万有引力超距作用既不需要媒介，也不需经历时间，而是超越空间直接发生作用力。静电力像万有引力一样，也是一个超距力超距作用观点不可防止地带来一个神秘色彩，与人类理智和科学追求不符第16页电场19世纪30年代，法拉第提出：在电荷周围存在着由它产生电场，处于电场中其它电荷受到作用力就是这个电场给予。电荷电荷电场电场以及磁场已被证实是一个客观存在，而且是相互联络，统称为电磁场。改变电磁场以有限速度——光速，在空间传输。它和分子、原子组成实物一样含有能量、质量和动量，因而场与实物是物质存在两种不一样形式。本章只讨论静止电荷产生电场，称为静电场。第17页电场强度电场基本性质：对放入其中电荷有力作用。电场强弱是与位置相关。试验中带电小球是用来检验电场是否存在及其强弱分布情况，称为试探电荷，或检验电荷；被检验电场是电荷O所激发，全部电荷O称为场源电荷，或源电荷。电荷量和尺寸充分小第18页电场强度怎样来描述电场强弱呢？能否用试探电荷所受静电力来表示电场强弱？不一样电荷量试探电荷，即使在电场同一点，受到静电力也不相同。试探电荷在电场中某点受到力F很可能与试探电荷电荷量q成正比：F=EqE是百分比常数，与q无关第19页电场强度试验表明：试探电荷在电场中某个位置所受力，确实与试探电荷电荷量成正比；在电场不一样位置，百分比常数E普通说来是不一样。（1）、电场强度：放入电场中某点电荷所受力F与它电荷量q比值，叫做这点电场强度（场强）。（2）、公式：E=F/q（3）、单位：牛每库（N/C）；伏每米（V/m）；1V/m=1N/C（4）、方向：电场强度是矢量其方向跟正电荷在该点所受静电力方向相同；跟负电荷在该点所受静电力方向相反比值定义法第20页点电荷电场点电荷是最简单场源电荷，它激发电场有什么特点呢？式中Q是场源电荷大小假如以Q为中心作一个球面，则球面上各点电场强度大小相等。第21页电场强度叠加假如场源电荷不只是一个点电荷，则电场强度又是多少呢？电场强度叠加：电场中某点电场强度为各个点电荷单独在该点产生电场强度矢量和P点电场强度，等于+Q1在该点产生电场强度E1与-Q2在该点产生电场强度E2矢量和遵照平行四边形定则。第22页电场强度叠加

一个比较大带电物体不能看做点电荷。在计算它电场时，能够把它分做若干小块，只要每个小块足够小，就能够把每小块所带电荷看成点电荷，然后用点电荷电场强度叠加方法计算整个带电体电场。一个半径为R均匀带电球体（或球壳）在外部产生电场，与一个位于球心、电荷量相等点电荷产生电场相同，球外各点电场强度：r>R，Q是整个球体所带电荷量第23页电场线我们能够用什么方法来形象地描述电场呢？电场线：电场线是画在电场中一条条有方向曲线，曲线上每点切线方向表示该点电场强度方向。第24页电场线第25页电场线第26页电场线电场线特点：1、电场线从正电荷或无限远出发，终止于无限远或负电荷；2、电场线在电场中不相交；3、在同一幅图中，电场强度较大地方电场线较密，电场强度较小地方电场线较疏，能够用电场线疏密来表示电场强度相对大小。电场线是电场中实际存在线吗？第27页匀强电场假如电场中各点电场强度大小相等、方向相同，这个电场就叫做匀强电场。匀强电场电场线是什么样？匀强电场电场线是间隔相等平行线带有等量异号电荷一对平行金属板，假如两板相距很近，它们之间电场，除边缘部分外，能够看做匀强电场。第28页电势能和电势第29页静电力做功特点在电场强度为E匀强电场中，试探电荷q沿几条不一样路径从A点移动到B点，这几个情况下静电力对电荷所做功分别是多少？q所受静电力：静电力对q所做功：第30页静电力做功特点电荷q沿折线AMB从A点移往B点：在线段AM上静电力对q所做功：在线段MB上静电力对q所做功：第31页静电力做功特点电荷q沿任意曲线ANB从A点移动到B点：能够用无数组跟静电力垂直和平行折线来迫近曲线ANB只要q移动方向与静电力平行，静电力都做功与静电力平行短折线长度之和等于∣AM∣第32页静电力做功特点不论q经由什么路径从A点移动到B点，静电力做功都是一样在匀强电场中移动电荷时，静电力做功与电荷起始位置和终止位置相关，但与电荷经过路径无关这个结论对非匀强电场适用吗？这个结论即使是从匀强电场中推导出来，不过能够证实对于非匀强电场也是适用第33页电势能1、因为移动电荷时静电力做功与移动路径无关，电荷在电场中也含有势能，这种势能叫做电势能，用Ep表示。物体下降时，重力做正功，重力势能降低物体上升时，重力做负功，重力势能增加类比于重力做功与重力势能关系，静电力做功与电势能有什么关系呢？第34页电势能正电荷在电场中从A点移动到B点时，静电力做正功，电荷电势能降低正电荷在电场中从B点移动到A点时，静电力做负功，电荷电势能增加第35页电势能功是能量转化量度2、静电力做功等于电势能降低许WAB表示电荷从A点移动到B点过程中静电力做功EpA和EpB分别表示电荷在A点和B点电势能假如知道了在两点间移动电荷时，静电力做功，则这两个位置电势能知道吗？第36页电势能静电力做功只能决定电势能改变量，而不能决定电荷在电场中某点电势能数值。假如要求电荷在B点电势能为零，则电荷在A点电势能等于WAB3、电势能含有相对性：要确定电荷在电场中某点电势能数值，必须先确定零电势能参考位置。电荷在某点电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做功。通常把电荷在离场源电荷无限远处电势能要求为零，或把电荷在大地表面上电势能要求为零。第37页电势能4、电势能是电荷和电场所共有，含有系统性5、电势能是标量由此可见，电场力做功与重力做功，电势能与重力势能都很相同，所以大家在学习电势能过程中应该多联络重力做功与重力势能关系帮助了解电势能。第38页电势能重力势能和电势能类比

重力场中，重力：地球和物体之间存在吸引力电场中，电场力：电荷之间作用力有重力就有重力势能Ep=mgh有电场力就有对应能，叫电势能EPEp由物体和地面间相对位置决定EP由电荷间相对位置决定电场力做正功，电势能就降低电场力做负功，电势能就增加电场力作功，电势能改变重力做功，重力势能改变重力做正功，重力势能就降低重力做负功，重力势能就增加W重=EP1-EP2W电=EPA-EPB第39页电势能尽管重力做功与电场力做功很相同，但还是存在很大差异—存在两种电荷正电荷顺电场线移动，电场力做正功，电势能降低负电荷顺电场线移动，电场力做负功，电势能增加正电荷逆电场线移动，电场力做负功，电势能增加负电荷逆电场线移动，电场力做正功，电势能降低第40页电势要求O点电势能为零电荷q在A点电势能EpA：假如在A点放是2q电荷呢？EpA/q是相同对电场中不一样位置，这个比值普通是不一样第41页电势1、电势：电荷在电场中某一点电势能与它电荷量比值2、公式：3、单位：在国际单位制中，电势单位是伏特，符号是V1V=1J/C第42页电势沿着电场线方向，电势怎样改变呢？4、沿着电场线方向，电势越来越低怎样确定电场中某点电势呢？5、电势含有相对性，先要求电场中某处电势为零，然后才能确定电场中其它各点电势。（通常取离场源电荷无限远处或大地电势为零）第43页电势沿着电场线方向，电势怎样改变呢？4、沿着电场线方向，电势越来越低怎样确定电场中某点电势呢？5、电势含有相对性，先要求电场中某处电势为零，然后才能确定电场中其它各点电势。（通常取离场源电荷无限远处或大地电势为零）6、电势是标量，只有大小，没有方向。(负电势表示该处电势比零电势处电势低。)第44页等势面地理上，等高线表示地势高低。在电场中惯用等势面来表示电势高低。电场中电势相同各点组成面叫做等势面第45页等势面等势面特点：1、等势面一定跟电场线垂直，在同一等势面上任意两点间移动电荷，电场力不做功；2、电场线总是从电势高等势面指向电势低等势面，任意两个等势面都不会相交；3、等差等势面越密地方电场强度越大第46页等势面几个经典电场等势面：1、点电荷电场中等势面：以点电荷为球心一簇球面第47页等势面2、等量异种点电荷电场中等势面：两簇对称曲面第48页等势面3、等量同种点电荷电场中等势面：两簇对称曲面第49页等势面5、匀强电场中等势面：垂直于电场线一簇平面4、形状不规则带电导体附近电场线及等势面第50页电势差第51页高度与高度差高度含有相对性，与参考点选择相关，而高度差与参考点选择无关。第52页电势ABCD0V1V2V3VE0V1V2V-1V电势含有相对性，与参考点选择相关，而电势差值与参考点选择有没有关系呢第53页电势差电势差(电压):电场中两点间电势差值.ABCD15V5V0-3V设电场中A点电势为，B点电势为则有第54页电势与电势差ABCD0V1V2V3VE0V1V2V-1V电势含有相对性，与参考点选择相关，而电势差与参考点选择无关系.第55页电势差与电势关系ABCD15V5V0-3V或者表示成显然第56页静电力做功与电势差关系电荷q从电场中A点移到B点，AB即或第57页思索1、UAB由什么决定？跟WAB、q相关吗？2、WAB跟q、UAB相关吗？跟q、UAB都相关

由电场本身原因决定,与WAB、q无关第58页电势差与电场强度关系第59页在匀强电场中，沿场强方向两点间电势差等于场强与这两点距离乘积。E=U/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电势差U=Ed第60页1、适用范围：匀强电场2、d为匀强电场中两点沿电场线方向距离3、电场强度与电势无直接关系①电场强度为零地方，电势不一定为零②电势为零地方电场强度不一定为零③电场强度相等地方电势不一定相等④电势相等地方，电场强度不一定相等第61页电容器电容第62页一、电容器1、任何两个彼此绝缘又相隔很近导体，组成一个电容器。2、电容器是一个储存电荷装置3、电容器结构:两极板电介质第63页4.电容器充、放电＋＋＋＋＋＋－

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＋Q－QEU充电：电能→电场能放电：电场能→其它形式能1）在充、放电过程中有电流产生；2）电容器所带电荷量：每个极板所带电荷量绝对值；3）充电完成，电容器两端电压等于电源电压。第64页电容器所带电荷量Q跟它两极间电势差U比值叫做电容器电容。

2.公式1.电容二、电容h△hBCA第65页3.单位F（法）4.说明电容是反应了电容器储存电荷能力(储存能量能力)物理量，其数值由电容器结构决定，而与电容器