人教版高二物理选修1-1-第一章 电流导学案及答案.doc

1电荷 库仑定律学习目标1认识电荷，了解点电荷、元电荷、感应起电。2知道电荷守恒定律。3探究点电荷的相互作用规律，知道库仑定律。自主学习【问题1】自然界存在几种电荷，它们之间的相互作用如何？x k b 1 . c o m【问题2】摩擦可以产生静电，你能找出一两件通过摩擦带上电的物体吗？说说它们分别带的是正电还是负电？新 课 标 第 一 网【问题3】电荷的多少叫做电荷量，用 表示。在国际单位制中，电荷量的单位是 ，简称 ，用符号 表示。元电荷e= 【问题4】甲、乙两同学各拿一带电小球做实验，不小心两小球接触了一下，结果两小球都没电了！电荷哪里去了呢？消失了？你能帮他们解释一下原因吗？【问题5】想一想，在什么情况下带电体可以看成点电荷呢？【问题6】如图1.1-1，长为l的绝缘轻质杆两端分别固定一个带电小球a和b（可看作点电荷），a球带电量为+q，b球带电量为-q。试画出b球受到的库仑力示意图。并求该力的大小。图1.1-1合作探究【问题1】请你自制一个简易验电器。器材准备：一小段金属丝，两条长约2cm、宽约4mm的金属箔，一个带有塑料瓶盖的透明玻璃瓶。新 课 标 第 一 网摩擦过的物体一定会带电吗？摩擦身边的物体，并用做好的验电器判定它们在摩擦后是否都带上了电。【问题2】如图所示，两个互相接触的导体a和b不带电，图1.1-2c a b+现将带正电的导体c靠近a端放置，三者均有绝缘支架。请判断a、b带电情况如何？若先将a、b分开再移走c，则a ，b ；若先将c移走再把a、b分开，则a ，b 。讨论交流：接触起电、摩擦起电、感应起电的实质是什么？总的电荷量满足什么样的规律？新课标第一网电荷守恒定律的内容？【问题3】点电荷之间的相互作用力与哪些因素有关？（控制变量） 相互作用力f与两点电荷间的距离r相互作用力f与两点电荷的电量q1、q2演示实验新 课 标 第 一 网【问题4】认识库仑定律(类比万有引力定律)内容：库仑力（静电力）的大小和方向条件：w w w .x k b 1.c o m静电力常量k= 【问题5】真空中有两个静止的点电荷，它们之间的相互作用力为f。若它们的带电量都增加为原来的2倍，它们之间的相互作用力变为（ ）af/4 bf/2 c2f d4f【问题6】a、b两个点电荷间距离恒定，当其它电荷移到a、b附近时，a、b之间的库仑力将（ ）a可能变大 b可能变小 c一定不变 d不能确定【问题7】真空中有两个静止的点电荷电量相等，它们之间的相互作用力为f=1.010-3n。它们之间的距离为r =10cm，求其中一个电荷的电荷量。新课标第一网课堂检测a1关于对元电荷的理解，下列说法正确的是 ( )a元电荷就是电子； b元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量；c元电荷就是质子； d元电荷是带电荷量最小的带电粒子。2真空中有两个静止的点电荷，它们之间的相互作用力为f。若它们之间的距离变为原来的3倍，则它们之间的相互作用力变为 （ ）af/9 bf/3 c3f d9f3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作点电荷；c点电荷一定是电荷量很小的电荷；d当两个带电体的大小及形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时，两个带电体才可看成点电荷。4保护知识产权，抵制盗版是我们每个公民的责任与义务。盗版书籍影响我们的学习效率甚至会给我们的学习带来隐患。小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书，做练习时，他发现有一个关键数字看不清，拿来问老师，如果你是老师，你认为可能是下列几个数字中的哪一个？ （ ）a6.210-19c b6.410-19c c6.610-19c d6.810-19cbw w w .x k b 1.c o m5a、b、c三个小球，a和b、b和c、c和a间都相互吸引，如果a带正电，则（ ）ab、c两球均带负电； bb球带负电，c球带正电；cb、c球中必有一个带负电，而另一个不带电； db、c都不带电。6已知氢核质量mh= 1.6710-27kg，电子质量me=9.110-31kg，氢原子中氢核与电子之间的最短距离为r =5.310-11m，试求（1）它们之间的库仑力。（2）它们之间的万有引力。（3）库仑力是万有引力的多小倍？学有所得2电场学习目标1通过实验认识电场。2会用电场强度描述电场。x k b 1 . c o m3会用电场线描述电场，知道几种常见电场线的分布情况。自主学习【问题1】物质存在有两种形式：一种是实物，另一种是场。场看不见、摸不着，但却客观存在。你知道自然界存在哪些场吗？【问题2】电场的基本性质是什么？怎样简单、快捷地判断空间中是否存在电场？【问题3】试探电荷q在某点受到的静电力大小为f，则该点的电场强度e= 。电场强度简称 ，在国际单位制中，其单位为 ，符号为 。物理学中，规定电场中某点的电场强度的方向 。【问题4】无形的电场可以用有形的电场线来描述。试分别画出单个正点电荷、单个负点电荷的电场线分布图。图1.2-2图1.2-1【问题5】什么是匀强电场？匀强电场的电场线有哪些特点？w w w .x k b 1.c o m 合作探究【问题1】要研究电场，必须在电场中放入电荷。无论放置什么样的带电体都可以吗？ 【问题2】小组讨论：甲同学说：“由电场强度的定义可知，e跟f成正比，e跟q成反比。”乙同学说：“电场强度e跟q、f无关。”请说出你们小组的观点。如果以检验电荷q的带电量值为横轴，它在电场中a点受到的静电力f为纵轴画出直角坐标系，你认为f与q的关系图线应是什么样的曲线？【问题3】电场强度是如何描述电场的强弱和方向的？新 课 标 第 一 网【问题4】电场线的定义是什么？电场中真的存在蜘蛛网一样的线吗？新课标第一网 【问题5】观察演示实验：模拟电场线分布情况（盛在容器中的蓖麻油、头发屑、电源电极）w w w .x k b 1.c o m【问题6】怎样用电场线直观形象地描述电场？你能概括一下电场线的特点吗？【问题7】小组讨论：两条电场线在空间中能相交吗？说出你们组的理由。【问题8】小组讨论：如图所示，点电荷q分别放在a、b两点上，请比较同一图中静电力fa、fb的大小。你能画出点电荷q在a点所受静电力的方向吗？图1.2-4-q-qabe图1.2-3+q+qabe(1) 图1.2-5+q+qabe-q-q图1.2-6abe(2) 图1.2-8-q-qabe图1.2-7+q+qabe(3) 图1.2-10-q-qabe图1.2-9+q+qabe(4) u w w w .x k b 1.c o m课堂检测a1下列哪个物理量不是矢量？ ( ) a力 b时间 c速度 d电场强度2一个检验电荷q在电场中某点受到的电场力f为，该点的电场强度为e。下图中能正确表示q、f、e三者关系的是 ( )fqofqoefoeqow w w .x k b 1.c o m a b c d 3如图1.2-11是电场中某区域的电场线分布图，p点是电场中的一点，则 （ ）图1.2-11pap点的电场强度方向向左； b正点电荷在p点所受的电场力的方向向左；cp点的电场强度方向向右； d负点电荷在p点所受的电场力的方向向右。b4关于电场线，下列说法正确的是 ( )a电场线方向一定是带电粒子在电场中受力的方向b两条电场线在电场中可以相交c电场线就是带电粒子在电场中的运动轨迹d在同一幅电场分布图中电场越强的地方，电场线越密图1.2-12ab5电场中某区域的电场线分布如图1.2-12所示，a、b为电场中的两点，则 （ ）aa点的电场强度较大b因为b点没有电场线，所以电荷在b点不受到电场力作用c同一点电荷放在a点受到的电场力比放在b点时受到的电场力小d正电荷放在a点由静止释放，电场线就是它的运动轨迹6在某电场中的p点，放一带电量q1=-3.010-10c的检验电荷，测得该电荷受到的电场力大小为f1=6.010-7n，方向水平向右。求：（1）p点的场强大小和方向（2）在p点放一带电量为q2=1.010-10c的检验电荷，求q2受到的电场力f2的大小和方向（3）p点不放检验电荷时的场强大小和方向学有所得3生活中的静电现象学习目标1了解生活中常见的静电现象，能应用所学的知识解释简单的静电现象。2通过了解一些静电现象和避雷方法，认识人类社会在发展过程中如何适应自然，建立人类必须与自然相互依存、和谐发展的知识。3了解人类应用静电和防止静电的事例。自主学习【问题1】2004年4月2日下午3时54分。位于萧山浦阳镇的杭州硅宝化工有限公司发生火灾。杭州市消防支队火速组织消防力量赶赴火场。起火的是公司一个约300多平方米的仓库。里面存有大量化工原料。着火后。火势十分凶猛，十几公里以外就能看见滚滚浓烟。消防队员赶到后。迅速展开灭火行动。架起两架泡沫枪实施扑救。并用水枪对化学用品进行稀释。经三个多小时扑救，火灾于当晚7时彻底扑灭。据消防部门初步调查火灾原因是该公司两名员工在对六甲基二硅氮烷进行倒料时产生静电，引发火灾。 通过材料说明火灾原因； 放电现象；分为（ ）和（ ）火花放电是指； 。接地放电是指； 。w w w .x k b 1.c o m【问题2】静电的防止和应用静电的应用；请举例说明你所知道的静电应用的事例。 高#考#资#源w w w .x k b 1.c o m网 静电的防止；请举例说明静电防止的事例。w w w .x k b 1.c o m 静电应用和防止的原则分别是（ ）和（ ）【问题3】2006年8月25日下午，美国肯尼迪航天中心上空突发雷电，发射台顶部雷电保护装置上附着的一根金属线被击中，美国宇航局宣布：原定8月27日下午4时30分升空的“阿特兰蒂斯”号航天飞机的发射时间将推迟至少24小时。雷电属于哪一种放电现象？如何避免高大建筑物遭到雷击？【问题4】通常情况下空气是不导电的，但是当在每米长度的电压达到6.0105v时空气将被电离而发生放电现象。已知某次闪电的长度为500米，问发生闪电前瞬间两云层之间的电压大约为多少？【问题5】下列关于生活中的静电，有利的是（ ），有害的是（ ）a静电除尘 b静电喷涂c静电复印 d雷雨天高大树木下避雨 e电视荧屏上常有一层灰尘合作探究【问题1】燃煤时会产生大量煤灰，污染大气。在烟囱底部安装静电除尘器就可以把煤灰除掉。请分析静电除尘的原理。 高#考#资#源#网【问题2】演示实验：把导体安放在绝缘支架上，并使导体带电。然后用带绝缘柄的验电球接触它的不同地方，再与验电器接触，检验并比较各点的带电情况（教材图1.3-3）小结：导体尖锐部位的电荷特别密集，尖端附近的电场就特别强，会产生尖端放电。 高压电器设备的金属元件，表面要很光滑，就是为了避免尖端放电。【问题3】雷电就是一种火化放电，带电云层靠近建筑物时，同号电荷受到排斥，流入大地，建筑物上留下了异号电荷。当电荷积累到一定程度时，会发生强烈的放电现象。试根据雷电的形成过程和静电防止的知识设计一种防雷的装置。【问题4】结合生活实际谈谈防雷和防静电的一些具体方法？新 课 标 第 一 网 高#考#资#源#网课堂检测a1为了防止静电的危害，应尽快把产生的静电导走，下面措施中不是防止静电危害的是（ ）a油 灌车后面装一条拖地的铁链 b电工钳柄上套有绝缘的胶套c飞机轮胎上装搭地线 d印刷车间中保持适当的湿度2遭遇雷雨天气，应谨防雷电。下面哪些做法是正确的（ ）a.外出时，可以在孤立的高大建筑物和大树下避雨b.如果是在旷野，应立即蹲下，以免成为雷电的袭击目标c.遭遇雷雨天气也可以在户外打手机d.在室内，如果听到打雷，应马上关上门窗，以防雷电进屋3下列关于静电除尘的说法中正确的是（ ）a.进入除尘器后，烟雾中的颗粒 被强电场电离而带正电，颗粒向电源负极运动b.除尘器中的空气被电离，烟雾颗粒吸附电子而带负电，颗粒向电源正极运动c.烟雾颗粒带电后，受到竖直向下的电场力而向下运动 d.烟雾中的颗粒 被强电场粉碎成更小的颗粒，排到大气中人眼看不到新 课 标 第 b4避雷针能够避免建筑物被雷击的原因是（ ）a.云层中带的电荷被避雷针通过导线导入大地b.避雷针的尖端向云层放电，中和了云层中的电荷c.云层与避雷针发生摩擦，避雷针上产生的电荷被导入大地 d.以上说法都不对5下列关于静电的说法中正确的是（ ）新 课 标 第 一 网a.静电植绒是利用异种电荷相吸引而使绒毛吸附在底料上b. 复印机是利用异种电荷相吸引而使炭粉吸附在纸上c.电疗针灸是 静电在医学上的应用d.飞机轮胎用导电橡胶制成，是为了避免静电对飞机造成危害学有所得4电容器学习目标1了解电容器的功能，电容器如何工作，知道常见的电容器有哪些。2了解不同的电容器电容量不同，知道决定电容器电容的因素。自主学习【问题1】在日常生活中，你在哪些场合见过电容器？在你见过或使用过的家用电器中，哪些可能含有电容器？查一查家用电器的电路图，验证你的猜想是否正确，并想一想它们有什么作用？新 课 标 第 一 网【问题2】在确保安全和条件允许的情况下，带一块废弃的家用电器电路板到学校，观察不同外观的电容器（或根据图1-4-1），观察它由哪几部份组成？新 课 标 第 一 网图1-4-1【问题3】拆开一个纸介质电容器观察它的结构和试画出其电路符号图。合作探究【问题1】电容器的充、放电的过程、 观察老师给纸质电容器充、放电的过程中，灵敏电流计指针偏转的情况？、 在图1-4-2中试画出电容器充电和放电的示意图。w w w .x k b 1.c o masb gasb g 图1-4-2、理论探究（讨论交流）：利用前面所学的知识解释电容器的充、放电的原理。分析：充电过程放电过程新 课 标 第 一 网充电和放电过程中能的变化：【问题2】电容器的电容、类比理解电容： 如图1-4-3有四个盛水的容器，当我们向各容器灌水时，容器内水面便升高。可以看出，为使a、b、c、d四个容器水面都增加一个单位高度，需要灌入的水量是不同的。a b c d图1-4-3 用不同的容器装水，要使容器中的水深增加1cm，需要的水多，容器的横截面积就 。使不同的电容器两板间的电势差增加1v，需要的电荷量越多，表示电容器的电容 。、电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量 对于一个容器，容纳水的本领是由容器本身结构决定的，电容器的电容也是一样的，不同的电容器容纳电荷的本领不一样。如果一个电容器的电容比另一个导体的电容大表示每升高单位电压时，这个导体需要增加的电量比另一个 。、观察可变电容器的工作过程，试分析其电容和什么因素有关呢？、 对于影响平行板电容器的电容大小的因素有哪些？我的猜测是：新 课 标 第 一 网、电容的单位国际单位制中，电容的单位是 ，简称 ，符号是 。法拉这个单位很大，实际上常用较小的单位： 和 。它们的关系是1f= f 1 pf = f课堂检测a1下列关于电容器的说法中，正确的是 ( ) a电容越大的电容器，带电荷量也一定越多b电容器不带电时，其电容为零c两个电容器的带电荷量相等时，两板间电势差较大的电容器的电容较大d电容器的电容跟它是否带电无关2电容器是将电能暂时存储的一种电学元件，关于平行板电容器的电容，下列说法真确的是 ( )a电容器所带的电荷量越多，电容就越大b电容器两极板间的电压越高，电容就越大新 课 标 第 一 网c电容器正对面积增大，电容就越大d电容器两极板间距离增大，电容就越大3关于电容器的充放电，下列说法中正确的是 ( )a充放电过程中外电路有瞬间电流b充放电过程中外电路有恒定电流c充电过程中电源提供的电能全部转化为内能d放电过程中电容器中的电场能逐渐增大b4. 两个彼此绝缘、相互平行靠近水平放置的金属板组成一个平行板电容器，该电容器跟一个电源相连接，如图1-4-4所示。开关s接a时，电容器被充电，两极板间形成一个匀强电场，有一个带电的尘粒p在两极板间处于静止状态，则以下判断正确的是 （ ）a匀强电场的方向竖直向下b带电尘粒带负电c若开关s接到b，则电容器放电，两极板上的电荷中和，电容器的电容减小d若开关s接到b，尘粒将竖直下落 图1-4-45.如图1-4-5所示，是一种通过电容器电容的变化，检测液面高低的原理图，图中展示了这种检测的原理图，图中容器内装有导电液体，可以看成电容器的一个电极，中间的芯柱可以看成电容器的另一个电极，芯柱外套有绝缘管（塑料或橡皮）作为电介质。电容器的两个电极分别用导线接在指示器上，指示器上显示的是电容的大小，我们则可以通过指示器显示的数值判断容器中液面的高低。请你具体判断：如果指示器示数增大，容器中液面是升高了还是降低了？ 图1-4-5学有所得w w w .x k b 1.c o m5电流和电源学习目标1.了解电流的产生条件及其定义式，知道电流的方向是如何规定的。2.了解电源在电路中的作用。了解电动势的概念和单位。了解常用电池电动势的大小。自主学习【问题1】历史印迹意大利医学教授伽伐尼和意大利化学物理学家伏打对用相连的两种金属分别接触青蛙肌肉的两个位置，会引起肌肉的收缩实验分别有什么样的认识？伏打为静电转入电流的研究做出了怎样的贡献？【问题2】认识电流 电流是怎样形成的： 。 电流的产生条件是： 。 电流的方向：规定 为电流的方向。在金属导体中，电流的方向与 相反；电解质溶液中有可以自由移动的正、负离子。电流是 量。x k b 1 . c o m 电流描述电流强弱的物理量。定义：通过导线某横截面的 与所用 的比值。定义式： 单位： 简称 ，符号 ，常用单位 和 。单位换算关系：1a= ma= a【问题3】关于电流的下列说法中正确的是（ ）a因为电流有方向，所以电流是矢量b通过导线截面的电量越多，电流越大c通电时间越短，电流越大d单位时间内通过导体横截面的电量越多，导体中的电流越大【问题4】认识电源和电动势。电源两极间电压的大小是由 决定的，这种特性，物理学中用 来描述。 如何测出电源的电动势： 。电动势的符号： 。电动势的单位： 。列举出几种常见电源的电动势大小：从能量的角度看，电源就是把 的装置，电动势反映了电源把其它形式的能转化为 的物理量。【问题5】关于电源电动势，下列说法正确的是（ ） 高#考#资#源#网a电源两极间的电压一定等于电源电动势b电源在没有接入电路时两极间电压等于电源电动势c所有电源的电动势都是相同的w w w .x k b 1.c o md2号电池比5号电池的电动势大合作探究【问题1】下列关于电流方向的说法中，不正确的是（ ）a电流的方向就是自由电荷定向移动的方向b电流的方向就是正电荷定向移动的方向c在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的方向相反d在电解液中，电流的方向与正离子定向移动的方向相同【问题2】在示波管中，电子枪2秒内发射了61013个电子，则示波管中电流强度的大小为 ( )a.4.8106a b.31013a w w w .x k b 1.c o mc.9.6106a d.3106a 【问题3】你知道以下电流大概是多少吗？ 一般手电筒中通过小灯泡的电流 电子手表工作时的电流 彩色电视机工作时电源的电流 人体能够长时间承受的安全电流【问题4】分组实验探究（1）每组准备好若干常见的电池（1号、2号、5号、7号电池、锂电池、积层电池等），观察其外壳上的电压值，再用电压表测量其电压值并记录结果。x k b 1 . c o m 高#考#资#源#网（2）水果电池：每组准备好几种不同的水果（苹果、柠檬、西红柿等）和铜丝、铁丝，用电压表测测水果电池的电动势的大小，记录结果。水果电池具有普通电池的特征，而且取材方便，又不会污染环境，但是实际电路都不用水果电池。这是什么原因？w w w .x k b 1.c o m课堂检测a1、关于电流强度正确的是（ ）a.根据i=q / t可知i与q成正比b.如果在任何相等的时间内通过导体横截面积的电量相等，则导体中的电流是恒定电流c.电流有方向，电流强度是标量d.电流强度的单位“安培”不是国际单位制2、对于不同型号的干电池，下列说法正确的是（ ）a.1号干电池的电动势大于5号干电池的电动势b.1号干电池的容量大于5号干电池的容量c.1号干电池的内阻大于5号干电池的内阻3、一电子沿圆周顺时针高速转动，周期为10-10s，则等效电流大小为 a，方向为方向（填顺时针或逆时针）。新 课 标 第 一 网b4、干电池是将 能转化为 能，发电机是将 能转化为 能，太阳能电池是将 能转化为 能，铅蓄电池是将 能转化为 能。5、某电池电动势为1.5v，如果不考虑它内部的电阻，当把它的两极与150的电阻连在一起时，16秒内有多少库仑的电荷定向移动通过电阻的横截面？ 新课标第一网学有所得w w w .x k b 1.c o m6电流的热效应学习目标1、在探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的基础上引出焦耳定律；2、能通过实验研究导体通电时发热的规律，在实验中接受实验方法的指导：控制变量的方法、比较的方法。自主学习【问题1】白炽灯泡通电以后，一会儿就热得烫手，电饭锅通电以后能把生米煮成熟饭，这说明电流通过导体后会发热，使导体的温度升高，内能增加，那么，增加的内能从何而来？这种现象叫什么？【问题2】根据我们使用电器的经验，很容易想到，发热的多少与通电时间有关：通电时间越长，发热越多。试猜想：导体通电时发热的多少与还与哪些因素有关？可能有什么关系？【问题 3】在课本p19研究导体通电时发热的规律的实验中： 该实验使用什么仪器或方法来比较两个导体（a和b）发热量的多少？x k b 1 . c o m 为了研究发热量与导体电阻的关系，必须保证其他因素相同（这叫做控制变量法），我们采用什么方法使两个电阻的电流相等、通电时间相等？ 类似的，为了研究发热量与电流大小的关系，采用了什么方法？合作探究【问题1】分组实验：研究导体通电时发热的规律（1）实验目的_（2）实验装置如左图所示，请在右边方框中画出实验电路图。w w w .x k b 1.c o m（3）实验步骤：_（4）实验数据记录：（5）实验结论：_【问题2】认识焦耳定律。 焦耳定律的内容：_。 用_表示热量，用_表示电流，用_表示时间，用_表示导体的电阻。则焦耳定律的表达式是_。 上式各物理量的单位分别是：_。 使用电炉时，发现电炉丝热得发红，但跟电炉丝连接的铜导线并不怎么热，为什么？w w w .x k b 1.c o m【问题3】试列举你家中有哪些电热器？它们使用多高的电压？它们的功率大约是多少？【问题4】认识热功率。 定义：_。 用p表示热功率，则定义式：_。p的单位是_。 将q=i2rt代入定义式，得出热功率的另一个表达式_。 物理意义：_。 “220v 40w”的电炉，在照明电路上，使用10mi