物理选修3-1导学案.doc

_1.1 电荷及其守恒定律 1自然界中只存在两种电荷：_电荷和_电荷电荷间的作用规律是：同种电荷相互_，异种电荷相互_2用毛皮摩擦橡胶棒时，橡胶棒带_电荷，毛皮带_电荷用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带_电荷，丝绸带_电荷3原子核的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多，所以整个原子对外界表现为_金属中距离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫做_失去这种电子的原子便成为带_电的离子离子都在自己的平衡位置上振动而不移动，只有自由电子穿梭其中所以金属导电时只有_在移动4把带电体移近不带电的导体，可以使导体靠近带电体的一端带_，远离的一端带_这种现象叫静电感应利用静电感应使物体带电叫_起电常见的起电方式还有_和_等 5电荷既不能创生，也不能消灭，只能从一个物体_到另一物体，或者从物体的一部分_到另一部分6物体所带电荷的多少叫_在国际单位制中，它的单位是_，用_表示7最小的电荷量叫_，用e表示，e_.所有带电体的电荷量都等于e的_电子的电荷量与电子的质量之比叫做电子的_一、电荷问题情境在干燥的冬天，当你伸手接触金属门把的一刹那，突然听到“啪”的一声，手麻了一下，弄得你虚惊一场，是谁在恶作剧？原来是电荷在作怪1这些电荷是哪里来的？物质的微观结构是怎样的？摩擦起电的原因是什么？2什么是自由电子，金属成为导体的原因是什么？ 3除了摩擦起电，还有其它方法可以使物体带电吗？ 要点提炼1摩擦起电的原因：在两个物体相互摩擦时，一些束缚不紧的电子会从一个物体转移到另一个物体，于是原来呈电中性的物体由于得到电子而带_电，失去电子的物体则带_电2感应起电的原因：当一个带电体靠近导体时，由于电荷间的相互吸引和排斥，导体中的自由电子便会趋向或远离带电体，使导体靠近带电体的一端带_电荷，远离的一端带_电荷3常见的起电方式有摩擦起电、感应起电和接触起电三种起电方式的实质都是_ 的转移 问题延伸感应起电现象中实验物体必须是导体吗？二、电荷守恒定律问题情境现代生活中电无处不在，北京市一天的耗电量可达千万度，那么，电荷会不会像煤和石油一样总有一天会被用完呢？ 1电荷是摩擦的过程中创造出来的吗？2在电荷转移的过程中其总量是否守恒？ 要点提炼 1电荷守恒定律的内容：电荷既不能创生，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一物体，或者从物体的一部分转移到另一部分2“电荷的中和”是指电荷的种类和数量达到等量、异号，这时正、负电荷的代数和为_，而不是正、负电荷一起消失了 问题延伸怎样理解电荷守恒定律中“电荷的总量”？ 例1如图所示，不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔当枕形导体的A端靠近一带电导体C时()AA端金箔张开，B端金箔闭合B用手触摸枕形导体后，A端金箔仍张开，B端金箔闭合C用手触摸枕形导体后，将手和C都移走，两对金箔均张开D选项A中两对金箔分别带异种电荷，选项C中两对金箔带同种电荷变式训练1如图所示，A、B、C是三个安装在绝缘支架上的金属体，其中C球带正电，A、B两个完全相同的枕形导体不带电试问：(1)如何使A、B都带等量正电？(2)如何使A、B都带等量负电？ (3)如何使A带负电B带等量的正电？ 例2 有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电荷量6.4109 C和3.2109 C，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？变式训练2有三个相同的金属小球A、B、C，其中小球A带有2.0105 C的正电荷，小球B、C不带电，现在让小球C先与球A接触后取走，再让小球B与球A接触后分开，最后让小球B与小球C接触后分开，最终三球的带电荷量分别为qA_ C，qB_ C，qC_ C.【即学即练】1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元电荷就是质子C元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量D元电荷就是自由电荷的简称2关于摩擦起电和感应起电的实质，下列说法中正确的是()A摩擦起电说明电荷可以被创造B摩擦起电是由于电荷从一个物体转移到另一个物体上C感应起电是由于电荷从带电物体转移到另一个物体上D感应起电是电荷在同一物体上的转移3如图所示，将带正电的球C移近不带电的枕形金属导体时，枕形导体上电荷的移动情况是()A枕形导体中的正电荷向B端移动，负电荷不移动B枕形导体中电子向A端移动，正电荷不移动C枕形导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动D枕形导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动4带电微粒所带电荷量不可能是下列值中的()A2.41019 C B6.41019 C C1.61018 C D4.01017 C参考答案课前自主学习1.正负排斥吸引2.负正正负3电中性自由电子正自由电子4.异号电荷同号电荷感应摩擦起电接触起电5.转移转移6.电荷量库仑C7.元电荷1.6 1019 C整数倍比荷核心知识探究一、问题情境1.来自原子内部 ; 物质由原子组成，而原子则由原子核(质子和中子)和核外电子构成； 不同物质的原子核束缚电子的能力不同 2金属中距离原子核最远的电子往往会脱离原子核的束缚而在金属中自由活动，这种电子叫自由电子； 自由电子的自由活动是金属成为导体的原因3感应起电和接触起电要点提炼 1.负正2.异号同号3.电子问题延伸必须是导体，因为导体中有自由电子，可以自由移动二、问题情境答案1.电荷不是创造出来的，它是物体组成的一部分2.守恒 要点提炼 2.零问题延伸“电荷的总量” 可理解为正、负电荷的代数和解题方法探究例1解析根据静电感应现象，带正电的导体C放在枕形导体附近，在A端出现了负电，在B端出现了正电，这样的带电并不是导体中有新的电荷，只是电荷的重新分布金箔上带电相斥而张开选项A错误用手触摸枕形导体后，B端不是最远端了，人是导体，人的脚部甚至地球是最远端，这样B端不再有电荷，金箔闭合选项B正确用手触摸导体时，只有A端带负电，将手和C移走后，不再有静电感应，A端所带负电便分布在枕形导体上，A、B端均带有负电，两对金箔均张开选项C正确以上分析看出，选项D也正确答案BCD名师点拨本节要求知道三种起电方法的特点，接触起电带同种电荷，摩擦起电带等量的异种电荷，感应起电则是近异远同，注意用手触摸最远端是脚或地球变式训练：解析(1)把AB紧密靠拢，让C靠近B，则在B端感应出负电荷，A端感应出等量正电荷，把A与B分开后再用手摸一下B，则B所带的负电荷就被中和，再把A与B接触一下，A和B就带等量正电荷(2)把AB紧密靠拢，让C靠近B，则在B端感应出负电荷，A端感应出等量正电荷，再用手摸一下A或B，则A所带的正电荷就被中和，而B端的负电荷不变，移去C以后再把A与B分开，则A和B就带等量负电荷(3)把AB紧密靠拢，让C靠近A，则在A端感应出负电荷，B端感应出等量正电荷，马上把A与B分开，则A带负电B带等量的正电答案见解析。例2解析当两小球接触时，带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配由于两小球相同，剩余正电荷必均分，即接触后两小球带电荷量：QAQB1.6109 C；在接触过程中，电子由B球转移到A球，不仅将自身电荷中和，且继续转移，使B球带QB的正电，这样，共转移的电子电荷量为：QQBQB3.2109 C1.6109 C4.8109 C；转移的电子数N3.01010个。答案见解析名师点拨对于两个带电小球电荷量重新分配的问题，如果是两个完全相同的小球，同性则总量平均分到一半，如异性则先中和，剩下的平均分配如果未讲明相同的小球，不一定平均分配变式训练：0.51050.751050.75105即学即练1. 答案C。解析最小的电荷量叫元电荷，表示跟电子所带电荷量数值相等2.答案BD 。解析摩擦起电是电子在物体之间的转移，而感应起电则是物体内部电子的转移3.答案B。解析导体中自由电子可以自由移动，正电荷是原子核，不能移动4. 答案A。解析带电体所带电荷量只能是元电荷1.6 1019 C的整数倍.1.2 库仑定律 1探究电荷间作用力的大小跟距离的关系：保持电荷的电荷量不变，距离增大时，作用力_；距离减小时，作用力_ 2探究电荷间作用力的大小跟电荷量的关系：保持两个电荷之间的距离不变，电荷量增大时，作用力_；电荷量减小时，作用力_ 3静电力：_间的相互作用力，也叫_它的大小与带电体的_及_有关 4点电荷：自身的_比相互之间的距离_的带电体5库仑定律：真空中的两个点电荷之间的相互作用力的大小，与它们电荷量的乘积成_，与它们距离的二次方成_，作用力的方向在它们的_6库仑定律的公式F_，式中k叫做静电力常量，k的数值是_一、点电荷 问题情境1点电荷是不是指带电荷量很小的带电体？是不是体积很小的带电体都可看做点电荷？2点电荷与元点荷一样吗？ 要点提炼1点电荷是只有电荷量，没有_和_的理想化模型2带电体看成点电荷的条件：当带电体间的_比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响可以忽略时，这样的带电体就可以看做点电荷二、库仑定律问题情境1什么是库仑力？其大小如何确定？方向又如何确定？2库仑定律及表达式与哪个定律相似？ 要点提炼库仑定律的适用条件是：(1)_；(2)_ 问题延伸 有人根据F推出当r0时，F，正确吗？三、库仑的实验问题情境库仑扭秤是如何把力的作用效果放大的，如何确定力F的大小？此实验是如何把带电金属球所带的电荷量均匀改变的？例1两个半径为R的带电球所带电荷量分别为q1和q2，当两球心相距3R时，相互作用的静电力大小为()AFk BFk CFk D无法确定变式训练：下列关于点电荷的说法正确的是()A点电荷可以是带电荷量很多的带电体B带电体体积很大时不能看成点电荷C点电荷的带电荷量可能是2.561020 CD一个带电体能否看做点电荷应以具体情况而定例2有三个完全一样的球A、B、C，A球带电荷量为7Q，B球带电荷量为Q，C球不带电，将A、B两球固定，然后让C球先跟A球接触，再跟B球接触，最后移去C球，则A、B两球间的作用力变为原来的多少？变式训练：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F，两小球相互接触后将其固定距离变为，则两球间库仑力的大小为() A.F B.F C.F D12F例3两个正电荷q1和q2的电荷量都是3 C，静止于真空中的A、B两点，相距r2 m.(1)在它们的连线AB的中点O放入正电荷Q，求Q受的静电力(2)在它们连线上A点左侧P点，AP1 m，放置负电荷q3，q31 C，求q3所受的静电力变式训练3如图所示，两个点电荷，电荷量分别为q14109 C和q29109 C，两者固定于相距20 cm的a、b两点上，有一个点电荷q放在a、b所在直线上且静止不动，该点电荷所处的位置是()A距a点外侧40 cm处 B距a点内侧8 cm处C距b点外侧20 cm处 D无法确定【即学即练】1下列关于点电荷的说法中，正确的是()A体积大的带电体一定不是点电荷B当两个带电体的形状对它们间相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看做点电荷C点电荷就是体积足够小的电荷D点电荷是电荷量和体积都很小的带电体2关于库仑定律，以下说法中正确的是()A库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的带电体B库仑定律是实验定律C库仑定律仅适用于静止电荷间的相互作用D根据库仑定律，当两个点电荷间的距离趋近于零时，则库仑力趋近于无穷大3相隔一段距离的两个点电荷，它们之间的静电力为F，现使其中一个点电荷的电荷量变为原来的2倍，同时将它们间的距离也变为原来的2倍，则它们之间的静电力变为()A. B4F C2F D.4如图所示，三个点电荷q1、q2、q3固定在一直线上，q2与q3间距离为q1与q2间距离的2倍，每个电荷所受静电力的合力均为零，由此可以判定，三个电荷的电荷量（含电性符号）之比为()A(9)4(36) B9436 C(3)2(6) D326参考答案课前自主学习答案1.减小增大2.增大减小3.电荷库仑力电荷量距离4.大小小得多5.正比反比连线上6.k9.0109 Nm2/C2核心知识探究一、问题情境1.不是：一个物体能否被看做点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状而定 2(1)元电荷是一个电子或一个质子所带电荷量的绝对值，是电荷量的最小单位(2)点电荷只是不考虑带电体的大小和形状，是带电个体，其带电荷量可以很大也可以很小，但它一定是一个元电荷电荷量的整数倍 要点提炼1.大小形状2.距离二、问题情境1.电荷间的相互作用力叫做静电力，又叫库仑力；其大小由公式F计算；其方向根据同种电荷相斥，异种电荷相吸的原理，在二者连线上确定.2.与万有引力定律的表达式相似要点提炼(1)真空中(2)点电荷或均匀带电球体问题延伸 从数学角度分析似乎正确，但从物理意义上分析却是错误的。因为当r0时，两带电体已不能看做点电荷，库仑定律不再适用了三、问题情境答案利用“”形架增大库仑力扭转悬丝的效果，根据扭转角度确定力F的大小利用电荷平分原理，完全相同的两个带电体接触后分开：(1)同种电荷，电荷量平分；(2)异种电荷，先中和后平分.解题方法探究例1解析因为两球心距离不比球的半径大很多，所以两带电球不能看做点电荷，必须考虑电荷在球上的实际分布当q1、q2是同种电荷时，相互排斥，分布于最远的两侧，电荷中心距离大于3R；当q1、q2是异种电荷时，相互吸引，分布于最近的一侧，电荷中心距离小于3R，如图所示所以静电力可能小于k，也可能大于k，D正确答案D变式训练答案AD解析一个带电体能否看做点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状及带电荷量的多少来判断，因此A、D正确，B错误因为任何带电体的电荷量都是元电荷的整数倍，所以C错误故正确选项为A、D. 例2思路点拨求解此题应把握以下三点：(1)先据库仑定律写出原来A、B间库仑力的表达式(2)据电荷均分原理确定接触后A、B的带电荷量(3)再据库仑定律写出现在A、B间的库仑力解析设A、B两球间的距离为r，由库仑定律知，开始时A、B两球之间的作用力为Fk当A、C两球接触时，据电荷均分原理可知，两球均带电Q；当B、C两球接触时，两球均带电(QQ)Q 。故后来A、B两球之间的作用力FkF.答案变式训练答案C解析两金属球间原来的库仑力Fkk，两球接触后各带相同电荷量QQ，又因它们的距离变为，所以此时它们间的库仑力FkkF，故C项正确例3思路点拨解答本题时，可按以下思路分析：(1)q1对Q的库仑力；(2)q2对Q的库仑力；(3)库仑力的合力解析(1)依据库仑定律知道q1、q2对Q的库仑力大小相等，方向相反，故合力为零(2)如图，q3受q1的引力F31，受q2的引力F32，方向向右，合力为F3F31F32k k 31010N.答案(1)零(2)31010 N，方向向右变式训练 A解析此电荷电性不确定，根据平衡条件，它应在q1点电荷的外侧，设距q1距离为x，由kk，将数据代入，解得x40 cm，故A项正确即学即练1. 答案B。解析带电体能否看成点电荷，不能以体积大小、电荷量多少而论，故A、C、D错一个带电体能否看成点电荷，要依具体情况而定，只要在测量精度要求的范围内，带电体的形状、大小等因素的影响可以忽略，即可视为点电荷故B正确2. 答案B。解析一个带电体能否看做点电荷不以它的体积大小来确定，体积小的带电体不一定能视为点电荷，A错；库仑定律是在大量的实验探究基础上总结出来的，B对；库仑定律适用于真空中的点电荷，电荷间的库仑力与电荷的运动状态无关，C错；当两带电体很近时，它们已不能看做是点电荷，库仑定律不再适用，不能再用k来计算电荷间的库仑力，D错 3. 答案A。解析Fk，Fkk，选A.4.答案A。解析本题可运用排除法解答分别取三个电荷为研究对象，由于三个电荷只在静电力(库仑力)作用下保持平衡，所以这三个电荷不可能是同种电荷，这样可立即排除B、D选项，故正确选项只可能在A、C中若选q2为研究对象，由库仑定律知：，因而得：q1q3，即q34q1.选项A恰好满足此关系，显然正确选项为A.1.3 电场强度 1电场：电荷的周围存在着由它产生的一种特殊_它的特征之一是对放入其中的_有力的作用甲电荷对乙电荷的作用力，就是甲电荷的_对乙电荷的作用力2静电场是指_的电荷产生的电场3试探电荷是用来检验电场_及其_分布情况的电荷，是研究电场的工具激发或产生我们正在研究的电场的电荷是电场的_ 4放入电场中某点的试探电荷所受的_跟它的_的比值，叫做该点的电场强度简称场强其定义式为E_，单位是_，符号是_电场强度是_量，有大小也有方向，其方向与_在该点所受电场力的方向相同5真空中点电荷的场强：E_.Q为正电荷时，在电场中的P点场强E的方向_；Q为负电荷时，E的方向_6匀强电场：电场中各点场强的_都相同的电场7电场强度的叠加：如果场源电荷不只是一个点电荷，则电场中某点的电场强度为_在该点产生的电场强度的_8电场线是画在电场中的一条条_，曲线上每点的_表示该点的电场强度方向电场线的特点有：(1)起始于无限远或_，终止于_或_(2)任意两条电场线_(3)电场线的疏密表示场强的_一、电场问题情境天体之间没有直接接触，就有引力作用如图所示，这种作用是通过引力场传递的，电荷与电荷之间的相互作用是通过电场来实现的1 你知道哪里有电场吗？2.电场具有怎样的特征呢？ 要点提炼电场是存在于电荷周围的一种特殊物质，并非由分子、原子组成，但客观存在电荷间的相互作用是通过电场发生的二、电场强度问题情境1检验电荷的作用是什么？2同一检验电荷，放在电场中的不同位置受力不同，表明不同位置电场的强弱不同如何准确描述这种性质？ 要点提炼电场强度是描述电场的强弱和方向的物理量，是_量，其大小由E来计算，其方向与_电荷的受力方向相同 问题延伸根据公式E可以得出E与F成正比或E与q成反比的结论吗？三、点电荷的电场与电场强度的叠加问题情境1在点电荷形成的电场中，某点的场强大小由哪些因素决定？2公式E与E有何区别？3什么是电场强度的叠加？它遵循什么原则？ 要点提炼1公式E与E的对比理解项目意义适用条件Q或q的意义公式中各量的关系E电场强度的定义式任何电场q是试探电荷E用F与q的比值来表示，但E大小与F、q大小无关 Ek点电荷的场强公式点电荷在真空中Q是场源电荷E不仅由Q、r决定且EQ，E2.电场强度是矢量，叠加时遵循平行四边形定则四、电场线问题情境1电场线是如何表示电场方向的？2电场线能不能相交？3电场线是如何表示电场强弱的？ 要点提炼1电场线是为了描述电场而引入的一种假想曲线，曲线的_方向表示场强方向，曲线的_表示场强的相对大小2电场线从_电荷或无穷远出发，终止于无穷远或_电荷，电场线不相交3几种常见电场的电场线画法：五、匀强电场问题情境1匀强电场有什么显著特点？电场线有什么特点？2.匀强电场通常存在于什么地方？2匀强电场通常存在于带有等量异号电荷的一对平行金属板间要点提炼1匀强电场是电场强度的大小_，方向_的电场2匀强电场的电场线是_相等的_线例1如图所示，在一带负电的导体A附近有一点B，如在B处放置一个q12.0108 C的电荷，测出其受到的静电力F1大小为4.0106 N，方向如图，则B处场强是多大？如果换用一个q24.0107 C的电荷放在B点，其受力多大？此时B处场强多大？路点拨解答本题应把握以下三点： (1)电场强度的大小计算和方向判断可分开进行(2)场强大小可由场强的定义式求解(3)场强方向与正(负)电荷所受电场力方向相同(反)变式训练：如图所示是点电荷Q周围的电场线，图中A到Q的距离小于B到Q的距离以下判断正确的是()AQ是正电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度BQ是正电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度CQ是负电荷，A点的电场强度大于B点的电场强度DQ是负电荷，A点的电场强度小于B点的电场强度例2在真空中O点放一个电荷Q1.0109 C，直线MN通过O点，OM的距离r30 cm，M点放一个点电荷q1.01010 C，如图所示，求：(1)q在M点受到的作用力；(2)M点的场强；(3)拿走q后M点的场强；(4)若MN30 cm，则N点的场强多大？变式训练：如图所示，真空中，带电荷量分别为Q和Q的点电荷A、B相距r，则： (1)两点电荷连线的中点O的场强为多大？ (2)在两点电荷连线的中垂线上，距A、B两点都为r的O点的场强如何？【即学即练】1电场强度的定义式为EF/q()A该定义式只适用于点电荷产生的电场BF是检验电荷所受到的力，q是产生电场的电荷的电荷量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2A为已知电场中的一固定点，在A点放一电荷量为q的电荷，所受电场力为F，A点的场强为E，则() A若在A点换上q，A点场强方向发生变化B若在A点换上电荷量为2q的电荷，A点的场强将变为2EC若在A点移去电荷q，A点的场强变为零DA点场强的大小、方向与q的大小、正负、有无均无关3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4. 如图所示，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、EB表示A、B两处的场强，则()AA、B两处的场强方向相同B因为A、B在一条电场线上，且电场线是直线，所以EAEBC电场线从A指向B，所以EAEBD不知A、B附近电场线的分布情况，EA、EB的大小不能确定参考答案课前自主学习1.物质电荷电场2.静止3.是否存在强弱场源电荷4.静电力电荷量牛顿每库仑N/C矢正电荷5.k由Q指向P由P指向Q6.大小和方向7.各个点电荷单独矢量和8.有方向的曲线切线方向(1)正电荷负电荷无穷远(2)不相交(3)大小核心知识探究一、问题情境1.电荷的周围都存在电场.2.电场的基本特征是对放入其中的电荷有电场力的作用二、问题情境 1.检验电场是否存在及其强弱分布情况.2.引入了“电场强度”这一物理量来描 述要点提炼 矢 正问题延伸比值只是电场强度的定义式，并不能由此式得出场强与电荷受到的电场力成正比或与电荷量成反比，某点的场强仅由电场本身决定三、问题情境答案1.与场源电荷带的电荷量Q和该点到场源电荷的距离r共同决定.2.见要点提炼3.如果场源是多个点电荷，电场中某点的电场强度为各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和；它遵循平行四边形定则四、问题情境1.在电场中，某点电场线的切线方向表示该点场强方向2如果相交，则在同一点的切线方向有两个，电场强度方向也有两个，这与电场强度的方向只有一个相矛盾，所以不可能3用电场线的疏密表示电场强度的相对大小，电场强度较大的地方电场线较密，反之较疏要点提炼1.切线疏密2.正负3.正负等量同种等量异种五、问题情境 1.匀强电场中电场强度大小相等，方向相同；电场线是间距相等的平行线 要点提炼 答案1.相等相同2.间距平行解题方法探究例1解析由场强公式可得EB N/C200 N/C。因为是负电荷，所以场强方向与F1方向相反q2在B点所受静电力 ：F2q2EB4.0107200 N8.0105 N方向与场强方向相同，也就是与F1反向此时B处场强：EB N/C200 N/C.答案200 N/C8.0105 N200 N/C变式训练答案A。解析正点电荷的电场是向外辐射的，电场线密的地方电场强度大，所以A正确例2思路点拨解答本题时，可按以下思路分析：(1)库仑定律求受力(2)场强定义求M点场强(3)场强的决定式求N点场强来源:Zxxk.Com解析(1)电场是一种物质，电荷q在电场中M点所受的作用力是电荷Q通过它的电场对q的作用力，根据库仑定律，得FMk N1.0108 N因为Q带正电，q带负电，库仑力是吸引力，所以力的方向沿MO指向Q.(2)由电场强度的定义式得：EM N/C100 N/C，方向由O指向M.(3)拿走q后M点的场强仍为100 N/C，方向由O指向M.(4)N点的场强：EN EM25 N/C.答案(1)1.0108 N，方向沿MO指向Q(2)100 N/C，方向沿OM指向M(3)100 N/C，沿OM指向M(4)25 N/C变式训练答案 （1），方向由AB(2) ，方向由AB解析分别求出Q和Q在某点的场强大小和方向，然后根据电场强度的叠加原理，求出合场强(1)如图甲所示，A、B两点电荷在O点产生的场强方向相同，均由AB.A、B两点电荷在O点产生的电场强度EAEB，所以O点的场强为：E2EA.（2）如图乙所示，=，由矢量图所形成的等边三角形可知，点的场=，方向与A、B的中垂线垂直，即AB.即学即练1. 答案D。解析定义式E对任何电场都适用，所以A错；公式中F指检验电荷在这一点所受的电场力大小，q是指检验电荷的电荷量，所以B错；场强方向与正电荷在该点所受F的方向相同，与负电荷所受F的方向相反，所以C错；由定义式可得，F与E成正比，所以D对2. 答案D。解析场强E是由电场本身的性质决定，与检验电荷所受电场力F和检验电荷带电荷量q均无关，与这一点有无电荷也无关，所以A、B、C均错，D正确3. 答案CD。解析正电荷的受力方向沿着电场线的切线方向，负电荷的受力方向沿着电场线切线的反方向，并且电场线不一定和电荷运动轨迹重合，所以A、B错；电场线的疏密程度表示场强大小，同一电荷所受电场力与场强成正比，所以C对；静电场的电场线从正电荷或无穷远出发，到无穷远或负电荷结束，且不闭合，所以D对4. 答案AD。解析电场线的切线方向指场强方向，所以A对；电场线的疏密程度表示场强大小，只有一条电场线的情况下不能判断场强大小，所以B、C错误，D正确.1.4 电势能和电势 一、电场力做功的特点在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的_位置和_位置有关，但与电荷经过的_无关这个结论对非匀强电场_(填“同样成立”或“不成立”) 二、电势能1电势能：电荷在_中具有的势能叫做电势能2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_，用公式表示WAB_.电场力做正功，电势能_，电场力做负功，电势能_3电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到_位置时所做的功三、电势1概念：电荷在电场中某点的电势能与它的电荷量的_2公式和单位：电势的定义公式为_，单位是_，符号是V.3相对性：电势也是相对的，在应用中常取离场源电荷无限远处电势为零，或大地的电势为零电势可以是正值，也可以是负值，没有方向，因此是_4与电场线关系：沿电场线的方向电势_四、等势面1等势面：电场中_相同的各点构成的面叫做等势面在同一个等势面上移动电荷时静电力_2等势面的特点：电场线跟_垂直，并且由电势高的等势面_电势低的等势面3等势面实例：孤立的点电荷电场的等势面是一簇以点电荷位置_，匀强电场的等势面是一族_一、电场力做功的特点问题情境1如图试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中，沿直线从A移动到B，静电力做的功为多少？2q沿折线AMB从A点移动到B点，静电力做的功为多少？2 根据问题1和问题2可以得到什么结论？ 要点提炼电场力做功的特点：电场力对电荷所做的功，与电荷的_有关，与电荷经过的_无关(1)虽然此结论从匀强电场中推导出来，但也适用于非匀强电场(2)电场力做功与重力做功相似，只要初末位置确定了，移动电荷q做的功就是确定值(3)课本中提到的“静电力”与“电场力”是同一个力的两种不同说法 问题延伸如何判断电场力做功的正负？二、电势能问题情境对比“重力势能的定义”；“重力做功与重力势能的变化关系”回答下列问题1什么是电势能？2电场力做功与电势能变化的关系是怎样的？3 电势能的零点在什么地方？ 要点提炼1电场力做正功，电势能一定减小；电场力做负功，电势能一定增大电场力做功的值等于电势能的变化量，即：WAB_.2电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移到_位置时所做的功三、电势问题情境如图所示的匀强电场，场强为E，取O点为零势能点，A点距O点为l，AO连线与电场强度反方向的夹角为.电荷量分别为q和2q的电荷在A点的电势能为多少电势能是否相同，电势能与电荷量的比值是否相同 要点提炼1电场中某点的电势_，单位为_，符号为_2电场线指向电势_的方向 问题延伸1电势的相对性：电势的大小是相对于零电势点而言的，零电势点选择的位置不同，则该点的电势就不同零电势点的选择是任意的，但通常选择_或_为零电势点2电势是标量：规定了零电势点后，电场中各点的电势可以是正值，也可以是负值正值表示该点的电势高于零电势，负值表示该点的电势低于零电势在同一电场中，正电势一定_负电势3公式中涉及三个物理量、Ep、q，在计算时应代入各自的正负号 四、等势面问题情境1类比于地图上的等高线，回答什么是等势面？2为什么等势面一定跟电场线垂直？ 要点提炼电场线跟等势面垂直，并且由电势_的等势面指向电势_的等势面 问题延伸1几种典型的电场的等势面与电场线2等势面密集处电场线也_任意两个等势面不会_例1如图所示，在场强为E的匀强电场中有相距为l的A、B两点，连线AB与电场线的夹角为，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点，若沿直线AB移动该电荷，电场力做的功W1_；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，电场力做的功W3_. 变式训练：如图所示，在场强为E的水平匀强电场中，一根长为l的绝缘杆两端分别固定着带有电荷量q和q的小球(大小不计)现让绝缘杆绕中点O逆时针转动角，则转动中带电小球克服电场力所做的功为_例2下列说法中正确的是()A电荷从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越多，电荷在该点的电势能越大B电荷从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越少，电荷在该点的电势能越大 C电荷从无穷远处移到电场中某点时，克服电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大 D电荷从无穷远处移到电场中某点时，电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大变式训练：如图所示，Q1和Q2是两个固定的负点电荷，在它们的连线上有a、b、c三点，其中b点的合场强为零现将另一正点电荷q由a点沿连线移到c点在移动的过程中，点电荷q的电势能变化的情况是()A不断减小 B不断增大C先减小后增大 D先增大后减小例3在静电场中，把一个电荷量q2.0105 C的负电荷由M点移到N点，电场力做功6.0104 J，由N点移到P点，电场力做负功1.0103 J，则M、N、P三点电势的高低关系是_变式训练：如图所示，电子在一条电场线上从a点运动到b点，电势能增加，试判断a、b两点电势高低例4下列说法正确的是()A在同一等势面上各点的电场强度必定相等B两等势面一定相互平行C若相邻两等势面间的电势差相等，则等势面密的地方电场强度大D沿电场强度的方向，等势面的电势逐渐降低变式训练4某静电场的电场线分布如图所示，图中P、Q两点的电场强度的大小分别为EP和EQ，电势分别为UP和UQ，则()AEPEQ，UPUQ BEPEQ，UPUQCEPEQ，UPUQ DEPEQ，UPUQ【即学即练】 1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，负电荷逆着电场线运动，电场力对负电荷做正功D电荷在电场中运动，因为电场力可能对电荷做功，所以能量守恒定律在电场中并不成立2关于电势与电势能的说法，正确的是()A电荷在电势越高的地方，电势能也越大B电荷在电势越高的地方，它的电荷量越大，所具有的电势能也越大C在正点电荷电场中的任一处，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将一正电荷从无穷远处移至电场中M点，电场力做功为6.0109 J，若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无穷远处，电场力做功为7.0109 J，则M、N两点的电势M、N有如下关系()AMN0 BNM0CNM0 DMN04. 如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带正电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定()AM点的电势大于N点的电势BM点的电势小于N点的电势C粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力D粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力参考答案课前自主学习一、起始终止路径同样成立二、1.电场2.减少量EpAEpB减少增加3零势能点三、1.比值2.伏特3.标量4.降低四、1.电势不做功2.等势面指向3.球心的同心球面平行平面核心知识探究一、问题情境1.静电力FqE，静电力与位移夹角为，静电力对试探电荷q做的功WF|AB|cos qE|AM|.2在线段AM上静电力做的功W1qE|AM|，在线段MB上做的功W20，总功WW1W2qE|AM|.3电荷在匀强电场中从不同路径由A运动到B，静电力做功相同说明静电力做功与路径无关，只与始末位置有关 要点提炼 初末位置路径问题延伸(1)根据电场力和位移的方向夹角判断，此法常用于匀强电场中恒定电场力做功的判断夹角为锐角做正功，夹角为钝角做负功(2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断，此法常用于判断曲线运动中变化电场力的做功，夹角是锐角做正功，是钝角做负功，二者垂直不做功二、问题情境1.电荷在电场中具有的势能叫做电势能2.见要点提炼13.电势能的零点等同于重力势能的零点，是人为规定的，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的电势能规定为零要点提炼1.EpAEpB2.零势能点三、问题情境由EpAEpOWAOEqlcos ，知电荷量为q和2q的电荷在A点的电势能分别为Eqlcos 、2Eqlcos ；虽然电势能不同，但电势能与电荷量的比值相同，都为Elcos .要点提炼1.伏特V2.降低问题延伸1.地面无穷远2.高于四、问题情境 1.是电场中电势相等的点构成的面.2.在同一等势面上移动电荷时，电势能不变，所以电场力不做功，即电场力方向与等势面垂直，如果不垂直，电场强度就有一个沿着等势面的分量，在等势面上移动电荷时静电力就要做功，所以等势面一定跟电场线垂直要点提炼高低问题延伸2.密集相交解题方法探究例1答案qElcos qElcos qElcos 点拨提升解决此类问题，抓住电场力做功只与始末位置有关，与路径无关是关键变式训练答案qEl(1cos )解析每个带电小球的初末位置沿电场线方向的距离均为d(1cos )每个带电小球克服电场力做功WFdqE(1cos )故两个带电小球克服电场力做功W2WqEl(1cos )点拨与技巧在应用公式WqEd计算电场力做功时，第一必须满足的条件是电荷处在匀强电场中，第二是公式WqEd中的d必须是沿电场线方向上的直线距离例2解析无穷远处