杨培宏-高中物理选修3-1全部教案

1.1电荷及其守恒定律

教学三维目标

(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，知道静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.

【二J过程与方法

1、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

2、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，电荷的代数和不变。

(三)情感态度与价值观

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

重点：电荷守恒定律

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。

教学过程：

(-)引入新课：新的知识内容，新的学习起点.本章将学习静电学.将从物质的微观的角度认识

物体带电的本质，电荷相互作用的根本规律，以及与静止电荷相联系的静电场的根本性质。

复习初中知识：

介绍：摩擦过的物体具有了吸引轻小物体的性质，这种现象叫摩擦起电，这样的物体就带了电.

用丝绸摩擦过的玻璃棒之间相互排斥，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒之间也相互排斥，而玻璃棒和硬橡

胶棒之间却相互吸引，所以自然界存在两种电荷.同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引.

正电荷和负甩荷：把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷，用正数表示.把用毛皮摩擦过

的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷，用负数表示.

电荷及其相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引.

(-)进行新课：第1节、电荷及其守恒定律

电荷

(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刀不同.

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.

(3)金属导体模型也是一个物理模型P3

用静电感应的方法也可以使物体带电.

把带正电荷的球C移近彼此接触的异体A,B(参见课本图可以看到A,B上的金属箔都张

开了，表示A,B都带上了电荷.如果先把C移走，A和B上的金属箔就会闭合.如果先把A和B分开，

然后移开3可以看到A和B仍带有电荷；如果再让A和B接触，他们就不再带电.这说明A和B分开

后所带的是异种等量的电荷，重新接触后等量异种电荷发生中和.

(4)、静电感应：把电荷移近不带电的异体，可以使导体带电的现象。利用静电感应使物体带电，

叫做感应起电.

提出问题：静电感应的原因？

带着学生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，是电荷从物体的一局部

转移到另一局部。

得出电荷守恒定律.

2、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

体的一局部转移到另一局部.

另一种表述：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。

3.元电荷

电荷的多少叫做电荷量.符号：。或q单位：库仑符号：C

元电荷：电子所带的电荷量，用e表示.

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。

电荷量e的值：^1.60X10-WC

比荷：电子的电荷量e和电子的质量倔的比值,为-幺=1.76xlO,^/kg

稳固练习

1.关于元电荷的理解，以下说法正确的选项是：[]

A.元电荷就是电子

B.元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量

C.元电荷就是质子

D.物体所带的电量只能是元电荷的整数倍

2.5个元电荷的电量是______,16C电量等于元电荷.

3.关于点电荷的说法，正价的选项是：[]

A.只有体枳很小的带电体才能看成点电荷

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以忽略时，这两个带电体可看成

点电荷

D.一切带电体都可以看成点电荷

作业

1.复习本节课文.

2.思考与讨论：引导学生完成课本P5问题与练习1-4

3.完成练习册

库仑定律习题课1

教学三维目标

（~）知识与技能

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.

（二）过程与方法

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

（三）情感态度与价值观

培养学生的观察和探索能力

重点：掌握库仑定律

难点：会用库仑定律的公式进行有关的计算

教学过程：

例题：1、两个半径为r的金属球如下图放置。假设两球带有等量异种Q时，两球间的相互作用的

店里大小为F,那么（）（假设带等量异种电荷选哪个？）

A.TQ2Q2

B.尸〉女上=C.F<k-^D.无法判断

16r216r2

解答将两带电金属球视为电荷集中于球心的点电荷，根据库仑定律有

例2、有三个完全相同的金属球A、B、C,A带电量7Q,8带电量-Q,。不带电.将A、8固

定，且A、B间距离远大于其半径.然后让C反复与4、8接

触，最后移走。球.试问A、B间的相互作用力变为原来的多少倍?

解答C球反复与A、8接触，最后三个球带相同的电量，其电量

7Q+H2)

=2Q.

3

设A、8球间距离为，其原先的相互作用力大小=k^=C隼=7且.

r~广厂

A8球碰后的相互作用力大小

44

尸'=一尸.故4、8间的相互作用力变为原来的一倍.

77

学生练习：

1.如下图，两个带电小球力、8分别用细丝线悬吊在同一点0,静止后两小球在同一水平线上，丝线

与竖直方向的夹角分别为。、8关于两小球的质量〃力、加和带电量中、3，以下说法中正确

的选项是

A.一定有I欣叱,?＜sB.可能有q＞牛

C.可能有周二如功=0D.可能有用〉勿」，＜71=＜7

2.两个大小相同的小球带有不等量的电荷，它们相隔某一距离时，相互作用的库仑力大小为E.现

将两小球接触后又放回到原位置，它们之间相互作用的库仑力大小为K.以下说法中正确的选项是

A.假设F人反,那么两小球原来所带电的电性一定相反

B.假设那么两小球原来所带电的电性一定相同

C.假设R=F?,那么两小球原来所带电的电性一定相同

D.假设F＞桂,那么两小球原来所带电的电性一定相反

3.大小相同的两个金雇小球力、8带有等量电荷，相隔一定距离时，两球间的库仑引力大小为用

现在用另一个跟它们大小柱同的不带电金属小球，先后与力、6两个小球接触后再移开，这时月、B

两球间的库仑力大小

A.一定是刊8B.一定是94C.可能是3斤8I）.可能是3力4

4.半径为？•的两个带电金属小球，球心相距3?、，每个小球带电量都是+Q,设这两个小球间的静

电力大小为E那么以下式子中正确的选项是

A-B."=隹

F=K9r29户C.F＞9竺/25产

小结：

布置作业

库仑定律习题课2

教学三维目标

（一）知识与技能

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.

（二）过程与方法

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

（三）情感态度与价值观

培养学生的观察和探索能力

重点：掌握库仑定律

难点：会用库仑定律的公式进行有关的计算

教学过程：

例题精讲：如下图，一个半径为k的绝缘球壳上均匀分布有总电荷量为+。的电荷.另一个电荷

量为的点电荷固定在该球壳的球心。处.现在从球壳最左端M挖去一个半径为r（r＜〈川的小圆

孔，那么此时位于球心处的点电荷所受库仑力的大小和方向将如何?

导析此题需用补偿法，即把挖去小孔的情况等效为不是挖去小孔而是在川户等量的负电

荷，这样可大大简化解题过程.但需要注意的是，添补电荷的结果应以不影师（/电荷分布为前

提.

解答对于带电球体，可把它分割成很多小块，以致每一小块都可看成点电荷，这样每一小缺点电荷

对放在球心的点电荷的库仑力大小相等、方向对称相反，因而点电荷q所受合力为零.

挖去小孔后，相当于在小孔处放一等量异种点电荷那么

1

q'=0,•万厂Qr

4冗R?4R?'

QQ

q'对4施加的库仑力/二Z驾=女1C^1二丝二.

R,R~4R~

方向由球心指向小孔中心，

例2.一半径为r的硬橡胶圆环均匀带负电，电量为Q,假设截取环顶部的一小段圆弧AS,AS=L,

且L《r,求剩余电荷对放在环心处带电最为q的正点电荷产生的库仑力的大小和方向。

[答案：女幺丝；由环心指向被截处.]

2储

学生练习：

5.如下图，两根细丝线悬挂两个质量相同的小球/、B.当人8不带电时，静止后上、下两根

丝线上的拉力大小分别为4、几使力、8带等量同种电荷时，静止后上、下两根丝线上的拉力大小

分别为公、以下结论正确的选项是

A.T＜=T',B.，窗＜£I

C.看〈北，A＞3.看〉。，然＜。

6.光滑绝缘水平面匕两个相同的小球带有等量同种电荷，用轻质绝缘弹簧相连.静止时弹簧伸长量

为汨；假设使两小球的带电量都减半，再次静止时弹簧伸长量为电以下结论正确的选项是

A.用二汨/2B.A2=XI/4

C.照〉汨/4D.%＜汨/4

7.如下图，一个半径为〃的绝缘球壳上均匀分布有总电荷量为+0的电荷.另一个电荷量为+〃

的点电荷固定在该球壳的球心。处.现在从球壳最左端挖去一个半径为的小圆孔，那么

此时位于球心处的点电向所受库仑力的大小和方向将如何？

8.如下图，质量均为勿的三个带电小球儿B、。放置在光滑绝缘的水平直槽上，力广间和吸间的距离均

为L.力球带电最为Q=8〃，8球带电量为假设在。球上施加一个水平向右的恒力区恰好能使人

仅。三个小球保持相对静止，

电场强度1

教学三维目标

（―）知识与技能

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.

（二）过程与方法

通过分析在电场中的不同点，电场力F与电荷电量q的比例关系，使学生理解比值F/q反映的是电

场的强弱，即电场强度的概念；知道电场叠加的一般方法。

（三）情感态度与价值观

培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。

重点：电场强度的概念及其定义式

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

教学过程

（-）引入新课

问题引入：电荷间的相互作用力是怎样产生的？

（二）新课教学——第3节电场电场强度

1、电场：

启发学生从哲学角度认识电场，理解电场的客观存在性，不以人的意识为转移，但能为人的意识所

认识的物质属性.利用课本图14-5说明：电荷A和B是怎样通过电场与其他电荷发生作用.电荷A对

电荷B的作用，实际上是电荷A的电场对电荷B的作用；电荷B对电荷A的作用，实际上是电荷B的电

场对电荷A的作用.

（1）电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质一一电场发生的，电荷的周围都存在电场.

特殊性：不同于生活中常见的物质，看不见，摸不着，无法称量，可以叠加.

物质性：是客观存在的，具有物质的根本属性一一质量和能量.

（2）根本性质：主要表现在以下几方面

①引入电场中的任何带电体都将受到电场力的作用，且同一点电荷在电场中不同点处受到的电场力

的大小或方向都可能不一样.

②电场能使引入其中的导体产生静电感应现象.

③当带电体在电场中移动时，电场力将对带电体做功，这表示电场具有能量.

可见，电场具有力和能的特征

提出问题：同一电荷q在电场中不同点受到的电场力的方向和大小一般不同，这是什么因素造成的？

引出电场强度的概念：因为电场具有方向性以及各点强弱不同，所以靠成同一电荷q在电场中不同点受

到的电场力的方向和大小不同，我们用电场强度来表示电场的强弱和方向.

2、电场强度（E）：

由图1.2T可知带电金属球周围存在电场。且从小球受力情况可知，电场的强弱与小球带电和位置

有关。引出试探电荷和场源电荷一一

（1）关于试探电荷和场源电荷详见PM

注意：检验电荷是一种理想化模型，它是电量很小的点电荷，将其放入电场后对原电场强度无影响

指出：虽然可用同一电荷q在电场中各点所受电场力F的大小来比拟各点的电场强弱，但是电场力

F的大小还和电荷q的电量有关，所以不能直接用电场力的大小表示电场的强弱.实验说明：在电场中

的同一点，电场力F与电荷电量q成正比，比值F/q由电荷q在电场中的位置所决定，跟电荷电量无关，

是反映电场性质的物理量，所以我们用这个比值F/q来表示电场的强弱.

（2）电场强度

①定义：电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度，简称

场强.用E表示。

公式［大小）：E=F/q（适用于所有电场）

单位：N/C意义八

提出问题：电场强度是矢量，怎样表示电场的方向呢？

②方向性：物理学中规定，电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同.

指出"负电荷在电场中某点所受的电场力的方向跟该点的场强方向相反.

带着学生讨论真空中点电荷周围的电场，说明研究方法：将检验电荷放入点电荷周围的电场中某点，

判断其所受的电场力的大小和方向，从而得出该点场强..

◎唯一性和固定性

电场中某一点处的电场强度E是唯一的，它的大小和方向与放入该点电荷q无关，它决定于电场的

源电荷及空间位置，电场中每一点对应着的电场强度与是否放入电荷无关.

带着学生总结出真空中点电荷周围电场的大小和方向.在此过程中注意引导学生总结公式E=F/q和

E=kQ/，的区别及联系.

3、（真空中）点电荷周围的电场、电场强度的叠加

11）点电荷周围的电场

①大小：E=kQ/r2（只适用于点电荷的电场）

②方向：如果是正电荷，E的方向就是沿着PQ的连线并产离Q；如果是负电荷：E的方向就是沿着

PQ的连线并指向Q.（参见课本图14-7）

说明：公式E=kQ/r?中的Q是场源电荷的电量，r是场中某点到场源电荷的距离.从而使学生理解：

空间某点的场强是由产生电场的场源电荷和该点距场源电荷的距离决定的，与检验电荷无关.

提出问题：如果空间中有几个点电荷同时存在，此时各点的场强是怎样的呢？带着学生由检验电荷

所受电场力具有的叠加性，分析出电场的叠加原理.

（2）电场强度的叠加原理：某点的场强等于该点周围各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢

量和.

先分析方法（P.3-.J后举例：先在同一直线再不在同一直线。

例如：课本图1.3-3中P点的场强，等于+Q1在该点产生的场强Ei和Q?在该点产生的场强&的矢

量和.从而使学生进一步理解到，任何带电体都可以看做是有许多点电荷组成的.利用点电荷场强的计

算公式及叠加原理就可以计算出其周围各点场强.

【例题】［课本义例题演变）在真空中有两个点电荷6=+3.0/10飞和Q产一3.0><10飞.它们相

距0.1m,求电场中A点的场强.A点与两个点电荷的距离相等，r=（）.1m

分析：点电荷。和。的电场在A点的场强分别为&和E2,它们大小相等，方向如下图，合场强E

在Ei和E2的夹角的平分线上，此平分线跟Qi和Qz的连线平行.

1

解：E=E1Cos60°+E2cos60c=2E1COS60°=2kQiCos600/，代入数值得E=2.7X1ON/C

可以证明：一个半径为R的均匀球体（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，球外各点和电场强度一样

即：E=kQ/r2

◎组织学生讨论课本中的【说一说】，由学生讨论后归纳：

（1）关于静电平衡

（2）静电平衡后导体内部电场的特点：

①处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零（注意：这时的场强是合场强，即外电场和感应

电场的叠加）

②处于静电平衡状态的导体，电荷只分布在导体的外外表l：o

小结：

布置作业：

电场强度2

教学三维目标

（-）知识与技能

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.

（二）过程与方法

通过分析在电场中的不同点，电场力F与电荷电量q的比例关系，使学生理解比值F/q反映的是电

场的强弱，即电场强度的概念；知道电场叠加的一般方法。

（三）情感态度与价值观

培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。

重点：电场强度的概念及其定义式

难点：对电场概念的理解、应用中•场的替加原理讲行简单的计算

教学过程

4、电场线

（1）电场线：电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上每点的切线方向表示该点的电

场强度的方向。

⑵电场线的根本性质

①电场线上每点的切线方向就是该点电场强度的方向.

②电场线的疏密反映电场强度的大小（疏弱密强）.

③静电场中电场线始于正电荷或无穷远，止于负电荷或无穷远.它不封闭，也不在无电荷处中断.

④任意两条电场线不会在无电荷处相交（包括相切）

介绍各种点电荷电场线的分布情况。

【演示】模拟电场线

指出：电场线是为了形象描述电场而引入的，电场线不是实际存在的线。《川，山》

5、匀强电场71\

（1）定义：电场中各点场强的大小相等、方向相同的电场就叫匀强电场.」

（2）匀强电场的电场线：是一组疏密程度相同（等间距）的平行直线.例如，两等大、正对且带等量异

种电荷的平行金属板间的电场中，除边缘附近外，就是匀强电场.如图14.37.

常见电场的电场线

电场电场线图样简要描述

正点电荷发散状

木

负点电荷米会聚状

等量同号电荷相斥状

等量异号电荷相吸状

匀强电场------A平行的、等间距的、同向的直线

-----A

（三）对本节内容做简要的小结

◎稳固练习

1.以下说法中正确的选项是：[ABC]

A.只要有电荷存在，电荷周围就一定存在着电场

B.电场是一种物质，它与其他物质一样，是不依赖我们的感觉而客观存在的东西

C.电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场最根本的性质是对处在它里面的电荷有力的作用

2.以下说法中正确的选项是：[BC]

A.电场强度反映了电场的力的性质，因此场中某点的场强与检验电荷在该点所受的电场力成正比

B.电场中某点的场强等于，/q,但与检验电荷的受力大小及带电量无关

C.电场中某点的场强方向即检验电荷在该点的受力方向

D.公式E=F/q和E=kQ/d对于任何静电场都是适用的

3.以下说法中正确的选项是：[ACD]

A.场强的定义式E=F/q中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中的电荷的电量

B.场强的定义式E=F/q中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电量

C.在库仑定律的表达式F=kq]q2/r~中1<02/尸是电荷。2产牛的电场在点电荷。1处的场锚大小.此

2

场对qi作用的电场力F=q,Xkq2/r,同样kq/Y是电荷qi产生的电场在点电荷处的场强的大小，此场

对Q?作用的电场力F二sXkQi/r?

D.无论定义式E=F/q中的口值（不为零）如何变化，在电场中的同一点，F与q的比值始终不变

4.讨论电场力与电场强度的区别于联系

学生练习：

在电场中某一点，当放入正电荷时受到的电场力向右，当放入负电荷时受到电场力向

左，以下说法正确的选项是：[]

A.当放入正电荷时，该点的场强向右，当放入负电荷时，该点的场强向左

B,只有在该点放入电荷时，该点才有场强

C.该点的场强方向一定向右

D.以上说法均不正确

真空中，两个等量异种点电荷电量数值均为q，相距r.两点电荷连线中点处

的电场强度的大小为：[]

A.B.2kq/r2C.4k/r2D.8kq/r2

-2

3.真空中，A,B两点上分别设置异种点电荷5、Q,,两点电荷间引力为ION,Q,=1,0X10C,Q2=2.0

X10~2C.那么Q：?在A处产生的场强大小是N/C,方向是；假设移开5,那么5在B处

产生的场强的大小是_______N/C,方向是_________.

作业：

电场强度练习1

教学三维目标

（―）知识与技能

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.

（二）过程与方法

通过分析在电场中的不同点，电场力F与电荷电量q的比例关系，使学生理解比值F/q反映的是电

场的强弱，即电场强度的概念；知道甩场叠加的一般方法。

培区学生塞善分正•和处理电场问题的•般方法。

重点：电场强度的概念及其定义式

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

教学过程

例题1如图1所示，地面上方有匀强电场，取场中一点。为圆心在竖直面

内作半径R=0.1m的圆,圆平面与电场方向平行。在0点固定电量Q=5X104C

的负点电荷，将质量为m=3g,电昌:q=2XI0Hle的带电小球放在圆周上的a点时,

它恰好静止。假设让带电小球从a点缓慢移至圆周最高点bH、J,外力需做多少

功？

小球受mg、F、qE三力而平衡时（参看图2）,应有

•・•a、b都在点电荷Q的电场的等势线上，，小球从a-b时库仑力F做功

为零。

图2

设所加外力做的功为W外，由W=AEk

得W外一mgR+qEcosaR—qEsinaR=0

代入数据得W.外=9X10"j

学生练习：

1、电场中有一点P,以下说法正确的选项是（）

A.假设放在P点电荷的电荷最减半，那么P点的场强减半

B.假设P点没有检验电荷，那么P点场强为零

C.P点场强越大，那么同一电荷在P点所受的电场力越大

D.P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向

2、对于由点电荷Q产生的电场，以下说法正确的选项是（）

A.电场强度的定义式仍成立，即E=F/Q,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E=kQ//,式中Q就是产生电场的点电荷

C在真空中，E=kQ/r2,式中Q是检验电荷

D.以上说法都不对

3、以下关于电场和电场线的说法中正确的选项是（）

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，但凡电场线通过的点，场强不为零，不画电场线区域内的点，场强为零

C.同一试探电荷在电场线密集的地方所受电场力大

D.电场线是人们假设的，用以形象表示电场的强弱和方向，客观上并不存在

4、正电荷Q形成的电场中的P点放一点电荷，其电荷量为+q,P点距Q点为r,+q受电场力为F,

那么P点的电场强度为1）

A.F/QB.F/qC.kq/r2D.kQ/r2

5、如图卜3-1所示，正电荷q在电场中由P向Q做加速运动，而且加速度越来越大，由此可以判

定，它所在的电场是图中的（）

3、如图-3-2所示，AB是某电场中的一条电场线，在电场线上P处自由释放一个负试探电荷时，它

沿直线向B点运动.对此现象以下判断中正确的选项是（不及电荷重力）（）

A.电荷向B做匀加速运动

B.电荷向B做加速度越来越小的运动

C.电荷向B做加速度越来越大的运动

D.电荷向B做加速运动，加速度的变化情况不能确定

4、如图1-3-3（a）中AB是一个点电荷电场中的■条电场线，如图（b）那么是放在电场线上a、b处的

试探电荷的电荷量与所受电场力的值之间的函数关系图线，那么以下情况可能的是（）

A.场源是正电荷，位于A点B.场源是正电荷，位于B点

C.场源是负电荷，位于A点D.场源是负电荷，位于B点

5、如图1-3-4所示，在等量正旦荷连线中垂线上取A、B、C、D四点，B、D两点关于0点对称，那么以

下关于电场强度大小的说法中，正确的选项是（）

A.EA>EB,ER=EDB.EA<EB,EA<EC

C.可能有EA<EB<EC,=EDD.可能有EA=E<<EB,EB=ED

6、一带电粒子从电场中的A点运动到B点，轨迹如图1-3-5中虚线所示，不计粒子所受重力，那么（）

A.粒子带正电荷B.粒子加速度逐渐减小

C.A点的速度大于B点的速度D.粒子的初速度不为零

7、质量为m、电荷量为q的质点.，静电力作用下以恒定速率v沿圆弧从A点运动到B点，其速度方向改

变的角度为同（弧度），AB弧长为s,那么AB弧中点的场强大小E=

8、如图1-3-7所示，光滑绝缘水平轨道AB与半径为R的光滑绝缘圆形轨道BCD平滑连接，圆型轨道

竖直放置，空间存在水平向右的匀强电场，场强为E.今有一质量为限带电荷量为q的滑块，所受电场

力大小等于重力，滑块在A点由静止释放，假设它能沿圆轨道运动到与圆心等高的I）点，那么AB至少

为多长？

小结：

布置作业：

电场强度练习2

教学三维目标

（―）知识与技能

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，井应用这个原理进行简单的计算.

（二）过程与方法

通过分析在电场中的不同点，电场力F与电荷电量q的比例关系，使学生理解比值F/q反映的是电

场的强弱，即电场强度的概念；知道电场叠加的一般方法。

（三）情感态度与价值观

培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。

重点：电场强度的概念及其定义式

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

教学过程

1.下面关于电场的表达正确的选项是

A.两个未接触的电荷发生了相互作用，一定是电场引起的

B.只有电荷发生相互作用时才产生电场

C.只要有电荷存在，其周用就存在电场

D.A电荷受到B电荷的作用，是B电荷的电场对A电荷的作用

2.以下关于电场强度的表达正确的选项是

A.电场中某点的场强在数值上等于单位电荷受到的电场刀

B.电场中某点的场强与该点检验电荷所受的电场力成正比

C.电场中某点的场强方向就是检验电荷在该点所受电场力的方向

I）.电场中某点的场强与该点有无检验电荷无关

3.电场强度的定义式为E=F/g

A.该定义式只适用于点电荷产生的电场

B.F是检验电荷所受到的力，q是产生电场的电荷电量

C.场强的方向与F的方向相同

D.由该定义式可知，场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比

4.A为电场中的一固定点，在A点放一电量为q的电荷，所受电场力为F,A点的场强为E,那么

A.假设在A点换上一q,A点场强方向发生变化

B.假设在A点换上电量为2q的电荷，A点的场强将变为2E

C.假设在A点移去电荷q,A点的场强变为零

D.A点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关

5.关于点电荷形成的电场，

A.当»0时，E»8B.发r»8时，E>0

C.某点的场强与点电荷Q的大小无关

D.在以点电荷Q为中心，r为半径的球面上,各处的电场强度都相同

6.关于电场线的说法，正确的选项是

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

8.真空中两个等量异种点电荷电量的值均为q,相距r,两点电荷连线中点处的场强为

A.0B.2kq/r2C.4kq/r'D.8kq/r2

10.图3表示一个电场中a、b、c、d四点分别引入检验电荷时，测得检验电荷所受电场力与电量间的

困数美系图像，那么以下说法中正确的选项是

图3

A该电场是匀强电场B.这匹点场强的大小关系是Rl>Ea>Eb>Ec

C.这四点场强的大小关系是Ea>Eb>Ec>Ed

I）.无法比拟这四点场强大小关系

11.如图4,真空中三个点电荷A、B、C,可以自由移动，依次排列在同一直线上，都处于平衡

状态，假设三个电荷的带电量、电性及相互距离都未知，但AB>BC,那么根据平衡条件可断定[]

A.A、B、C分别带什么性质的电ABC

B.A、B、C中哪几个带同种电荷，哪几个带异种电荷-......•—1

C.A、B、C中哪个电量最大D.A、B、C中哪个电量最小图4

二、填空题旬

13.如图6,正点电荷Q的电场中，.A点场强为100N/C,C点场强为学_।----1---」

36N/C,B是AC的中点，那么B点的场强为_______N/C.ABC

14.真空中有一电场，在电场中的P点放一电量为4.0Xl（rc的检验图6电

荷，它受到的电场力为2.0X10巾那么P点的场强为N/C；把检验电荷电量减小为2.0X10t,

那么该电荷在P点受到的电场力为N

15.在空间某一区域，有一匀强电场，一质量为小的液滴，带正电荷，电量为q,在此电场中恰能沿竖

直方向作匀速直线运动，那么此区域的电场强度的大小为____N/C,方

16.如图7,有一水平方向的匀强电场，场强为9X10、/C.在电场内的

直平面内作半径为1m的圆，圆心处放置电鼠为IX10%的正点电荷，那

圆周上C点处的场强大小为N/C,方向.

三、计算题

17.如图8所示，A、B为体积可忽略的带电小球，QA=2X108C,QB=-2X10RC,A、B

相距3cm.在水平外电场作用下，A、B保持静止，悬线都沿竖直方向.试求：牛〒

（1）外电场的场强大小和方向？

（2）AB中点处总电场的场强大小和方向.J1

18.如图9,A、B两小球带等量同号电荷，A固定在竖直放置的10cm长的绝缘支杆上，AB

图8

R平衡于光滑的绝缘斜面上与A等高处，斜面倾角为R0°,R的质量为

52g,求B的带电量.

小结：

布置作业:S9

1.4电势能电势（1）

教学三维目标

（-）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

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）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，增强科学探究的价值观。

重点：理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。

难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。

教学过程：

（-）复习前面相关知识

1.静电力、电场强度概念，指出前面我们从力的性质研究电场，从本节起将从能量的角度研究电场。

2.复习功和能量的关系。

从静电力做功使试探电荷获得动能入手，提出问题：是什么能转化为试探电荷的动能？引入新课。

（二）进行新课

1.静电力做功的特点

结合课本图4-1（右图）分析试探电荷q在场强为E的均强电场中沿不同路径从A运动到B电场

力做功的情况。________________>E

q沿直线从A到B

q沿折线从A到M、再从M到B

q沿任意曲线线A到B；

结果都一样即：W=qEL产qELujcos。

【结论】：在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与始末两点的位置有关，而与电荷的运动

路径无关。

与重力做功类比，引出：

2.电势能

电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做

电势能。

静电力做功与电势能变化的关系：

静电力做的功等于电势能的变化量。写成式子为：

WAoM=EPA-EPB

注意：

①.电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增加

②.电场力力做多少功，电势能就变化多少，在只受电场力作用下，电势能与动能相互转化，而它

们的总量保持不变。

③.在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷在任一点具有的电势能

都为负。在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负，负电荷在任意一点具有的电势

能都为正。

®.求电荷在电场中某点具有的电势能

电荷在电场中某一点A具有的电势能屈等于将该点电荷由A点移到电势零点电场力所做的功W的。

即EP=W

⑤.求电荷在电场中A、B两点具有的电势能上下

将电荷由A点移到B点根据电场力做功情况判断，电场力做正引，电势能减小，电荷在A点电势能大于在B

点的电势能，反之电场力做负功，电势能增加，电荷在B点的电势能小于在B点的电势能。

⑥电势能零点的规定

假设要确定电荷在电场中的电势能，应先规定电场中电势能的零位置。

关于电势能零点的规定：P"（大地或无穷远默认为零）

所以：电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场力所有做的

功。如上式假设取为电势能零点，那么点的电势能为：

BAEPA=WAli=qELAH

学生练习：

1.在静电场中有A、B两点，关于这两点的场强和电势的关系，以下说法正确的选项是（）

A.假设场强相等，那么电势一定相等B,假设电势相等，那么场强一定相等

C.电势高处场强一定大D.场强大处，电势反而可能低

2.关于电势与电势能的说法中正确的有（）

A.在电场中，电势越高的地方，电荷在那一点具有的电势能就越大

B.在电场中某一点，假设放入的电荷电量越大，它所具有的电势能越大

C在正的点电荷电场中的任一点，正电荷所具有的电势能一定大于负电荷所具有的电势能

D在负的点电荷电场中的任一点，正电荷所具有的电势能一定小于负电荷所具有的电势能

3如下图，正电荷在电场中沿某一条电场线从AB,此过程有可能是（）

A电场力大小不断变化B.电场力大小保持不变

C电荷克服电场力做功D.电荷的电势能不断减小

4在静电场中，以下说法正确的选项是0

A电场强度为零的点，电势一定为零

B电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同

C只在电场力作用下，正电荷一定从高电势的地方向低电势的地方移动

I)沿着电场线方向，电势一定越来越低

5关于电势差和电场力做功的说法中，正确的选项是0

A电势差是关量，电场力做的功是标量

B在两点间移动电荷，电场力不做功，那么两点间的电势差为零

C在两点间被移动的电荷的电荷量越少，那么两点间的电势差越大

D在两点间移动电荷时，电场力做正功，那么两点间的电势差大于零

6有一电场的电场线如下图,场中小8两点的场强和电势分别用笈、区和血、0A表示，那么

A.区>区、0A>0AB.区〉区、如〈人

C.E\<ER、0A>0AD.E<&、4>\<小

小结：

布置作业：

1.4电势能电势（2）

教学三维目标

（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

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）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，增强科学探究的价值观。

重点：理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。

难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。

教学过程：

3.电势--表征电场性质论重要物理量度

通过研究电荷在电场中电势能与它的电荷量的比值得出。参阅P”图1。4-3

（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，叫做这一点的电势。用e表示。

标量，只有大小，没有方向，但有正负。

E

⑵公式：@=一n乙［与试探电荷无关）

q

⑶单位：伏特（V）

(4)电势与电场线的关系：电势顺线降低。（电场线指向电势降低的方向）

⑸零电势位置的规定：电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关，即电势的数值决定于

零电势的选择大地或无穷远默认为零）

◎让学生思考和讨论％1问题。◎引导学生分析问题与练习3、4

4.等势面

(I).定义：电场中电势相等的点构成的面

⑵.等势面的性质：

①.在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功

②.电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。

③.等势面越密，电场强度越大

④.等势面不相交，不相切

⑶.等势面的用途：由等势面描绘电场线。

⑷.几种电场的电场线及等势面

注意：①等量同种电荷连线和中线上

连线上；中点电势最小

中线上：由中点到无穷远电势逐渐减小，无穷远电势为零。

②等量异种电荷连线上和中线上

连线上：由正电荷到负电荷电势逐渐减小。

中线上：各点电势相等且都等于零。

例题精讲:

1、如下图，在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点，分别把+q和一q的试验电荷依次

放在三点上，关于它所具有的电势能的正确说法是［］

A.放上+q时，它们的电势能£A>£B>£CB.放上-q时，，它们的电势能£AV£BV£C

C.放上一q时，它们的电势能£A>£B>£CD.放上一q时，它们的电势能£AVcBV&C

［分析］为了比拟电荷在不同位置上电势能的大小，只需根据电荷在这些位置间移动时电场力的功

来判断.

放上+q时，电荷从位置A-B-C,都是电场力作功，电势能应减小，可见£A>£B>£C.

放上一q时，电荷从位置AfB—C,外力需克服电场力做功，电荷的电势能应增大，即CAVM3V

EC.

［答］A、D.

2、在/场强度为E=104N/C、方向水平向右的匀强电场中，用一根长l=lm

的绝缘细杆(质量不计)固定一个质量为m=0.2kg的电量为q=5X10-6c带正

电的小球，细杆可绕轴。在竖直平面内自由转动(图1).现将杆从水平位置

A轻轻释放，在小球运动到最低点B的过程中，电场力对小球作功多少？A、

B两位置的电势差多少？小球的电势能如何变化？小球到达B点时的速度多

大？取g=10m/s2