人教版高中物理選修3-1全冊導(dǎo)學(xué)案編輯版

人教版高中物理選修3-1

全冊導(dǎo)學(xué)案

目錄

1.1電荷守恒定律

1.2庫侖定律

1.3電場強度

1.4電勢能和電勢

1.5電勢差

1.6電勢差與場強的關(guān)系

1.7靜電現(xiàn)象的應(yīng)用

1.8電容器的電容

1.9帶電粒子的運動

2.10實驗：測定電池的電動勢和內(nèi)阻

2.11簡單的邏輯電路

2.1電源和電流

2.2電動勢

2.3歐姆定律

2.4串并聯(lián)

2.5焦耳定律

2.6導(dǎo)體的電阻

2.7閉合電路的歐姆定律

2.8多用電表的原理

2.9實驗：練習(xí)使用多用電表

3」、3.2磁場磁感應(yīng)強度

3.3幾種常見的磁場

3.4通電導(dǎo)線在磁場中受到的力

3.5運動電荷在磁場中受到的力

3.6帶電粒子在勻強磁場中的運動

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1.1《電荷及其守恒定律》導(dǎo)學(xué)案

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.知道兩種電荷及其相互作用.知道電量的概念。

2.知道摩擦起電，知道摩擦起電不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的正負(fù)電荷分開。

3.知道靜電感應(yīng)現(xiàn)象，知道靜一電感應(yīng)起電不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的電荷分開。

4.知道電荷守恒定律。

5.知道什么是元電荷。

【重點難點】

利用電荷守恒定律分析解決相關(guān)問題摩擦起電和感應(yīng)起電的相關(guān)問題。

【學(xué)法指導(dǎo)】

認(rèn)真閱讀教材，觀察實驗，體會起電的方式和實質(zhì)，體會電荷守恒定律的內(nèi)涵

【知識鏈接】

1、初中學(xué)過自然界有幾種電荷，兩種電荷是怎樣定義的？它們間的相互作用如何？電

荷的多少用什么表示？

2、電荷的基本性質(zhì)是什么呢？

【學(xué)習(xí)過程】

一.電荷

1.電荷的種類：自然界中有種電荷

①.用絲綢摩擦過”的玻璃棒上所帶的電荷，叫電荷；

②.用毛皮摩擦過的橡膠棒上所帶的電荷，,叫電荷。

2.電荷間相互作用的規(guī)律：同種電荷相互__________,異種電荷相互__________。

二.使物體帶電的三種方法

問題-—：

思考a：一般情況下物體不帶電，不帶電的物體內(nèi)是否存在電荷？物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)是怎

樣的？

思考b：什么是摩擦起電，為什么摩擦能夠使物體帶電呢？實質(zhì)是什么呢？

1

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（1）原子的核式結(jié)構(gòu)及摩擦起電的微觀解釋（原子：包括原子核（質(zhì)子和中子）和核

外電子。）

（2）摩擦起電的原因：不同物質(zhì)的原子核束縛電子的能力不同...

實質(zhì)：電子的轉(zhuǎn)移.結(jié)果：兩個相互摩擦的物體帶上了等量異種電荷.

1.摩擦起電

產(chǎn)生？結(jié)果？

實質(zhì)：摩擦起電實質(zhì)是電子從一個物體到另一個物體上。得到電子，帶

:失去電子，帶

例1.毛皮與橡膠棒摩擦后，毛皮帶正電，這是因為（）

A.毛皮上的一些電子轉(zhuǎn)移到橡膠棒上了B.毛皮上的一些正電荷轉(zhuǎn)移到了橡膠棒

上了

C.橡膠棒上的一些電子轉(zhuǎn)移到了毛皮上了D.橡膠棒上的一些正電荷轉(zhuǎn)移到毛皮上

T

問題二：

思考a：接觸帶電的實質(zhì)是什么呢？

思考b：兩個完全相同的帶電導(dǎo)體，接觸后再分開,二者所帶電量怎樣分配呢？

電中和現(xiàn)象及電荷均分原理：

a.兩個帶電荷的物體相互接觸后都不顯電性，這種現(xiàn)象叫做電中和現(xiàn)象。

b.兩個相同的帶電金屬導(dǎo)體接觸后，電荷要重新分配，這種現(xiàn)象叫做電荷均分原

理。

2.接觸帶電

產(chǎn)生？結(jié)果？

實質(zhì)H自由電子在_________________的轉(zhuǎn)移。

例2.兩個完全相同的金屬球，一個帶+6x10-8?的電量，另一個帶一2X10-8C的電量。

把兩球接觸后再分開，兩球分別帶電多少？

問題三：

（1）思考a：金屬為什么能夠成為導(dǎo)體？

2

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(2)［演示］

思考a：把滯正電荷的球C移近導(dǎo)體A,箔片有什么變化，現(xiàn)象說明了什么呢？然后又

移走C呢？

思考b：如果先把A和B分開，然后移開C,箔片什么變化，這種現(xiàn)象又說明什么呢？

思考c：在上一步的基礎(chǔ)上，再讓A和B接觸，又會看到什么現(xiàn)象呢？這個現(xiàn)象說明

了什么呢？

(3)什么是靜電感應(yīng)和感應(yīng)起電？感應(yīng)起電的實質(zhì)什么呢？

3.感應(yīng)起電

⑴靜電感應(yīng)：當(dāng)一個帶電體導(dǎo)體時，可以使導(dǎo)體帶電的現(xiàn)象，叫做靜電感應(yīng)。

⑵感應(yīng)起電：利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的過程。

實質(zhì)：自由電子從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。

規(guī)律：近端感應(yīng)_______種電荷，遠(yuǎn)端感應(yīng)________種電荷。

靜電感應(yīng)的原因？

分析物質(zhì)的微觀分子結(jié)構(gòu)，分析起電的本質(zhì)原因：把帶電的球C移近金屬導(dǎo)體A和B

時，由于同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引，使導(dǎo)體上的自由電子被吸引過來，因此導(dǎo)

體A和B帶上了等量的異種電荷.感應(yīng)起電也不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的正負(fù)電荷

分開，是電荷從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。

得出電荷守恒定律.

例3.如圖所示，將用絕緣支柱支持的不帶電金屬導(dǎo)體A和B接觸，再將帶負(fù)電的導(dǎo)

體C移近導(dǎo)體A,然后把導(dǎo)體A、B分開，再移去C,則()

A.導(dǎo)體A帶負(fù)電，B帶正電Q"|

B.導(dǎo)體A帶正電，B帶負(fù)電

C.導(dǎo)體A失去部分負(fù)電荷，導(dǎo)體C得到負(fù)電荷

D.導(dǎo)體A帶正電是由于導(dǎo)體B的部分電子轉(zhuǎn)移到A上，故A、B帶等量異種電荷

小結(jié)：使物體帶電的方式及本質(zhì)

三.電荷守恒定律

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1、電荷守恒定律的兩種表述一：

表述一：

表述二：一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和總是保持不變。

例4.關(guān)于電荷守恒定律，下列敘述正確的是：(.)

A.一個物體所帶的電量總是守恒的；

B.在與外界沒有電荷交換的情況下，一個系統(tǒng)所帶的電量總是守恒的；

C.在一定的條件下，一個系統(tǒng)內(nèi)的等量的正負(fù)電荷即使同時幫失，但是這并不違背電

荷守恒定律；

D.電荷守恒定律并不意味著帶電系統(tǒng)一定和外界沒有電荷交換；

四.元電荷

閱讀課本并回答

(1)電荷的多少如何表示？它的單位是什么？

(2)什么是元電荷？一個電子就是一個元電荷嗎？

(3)元電荷的數(shù)值是多少？它的數(shù)值最早是由哪位物理學(xué)家測定的？

(4)什么是比荷？電子的比荷是多少？

1.電荷量：電荷的多少，簡稱電量。單位：，符號：

2.元電荷是一個電子或質(zhì)子所帶的電荷量，它是電荷量的最單位。

元電荷的值：e=,最早由美國物理學(xué)家測定。

注意：所有帶電體的電荷量或者等于e,或者等于e的整數(shù)倍。就是說，電荷量是不能

連續(xù)變化的物理量。

3.比荷(荷質(zhì)比)：帶電體的與其的比值。

—=1.76x10"

比荷：電子的電荷量e和電子的質(zhì)量me的比值，為meC/kg

例5.關(guān)于物體的帶電荷量，。以下說法中正確的是()

A.物體所帶的電荷量可以為任意實數(shù)

B.物體所帶的電荷量應(yīng)該是某些特定值

4

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C.物體帶電+1.60x10-9。這是因為該物體失去了1.0x101。個電子

D.物體帶電荷量的最小值為1.6x10」9c

例6.5個元電荷的電量是，16c電量等于元電荷.

五.驗電器和靜電計

1、人們選用什么儀器來判斷物體是否帶電？它的工作原理是什么？

閱讀課本了解驗電器和靜電計的結(jié)構(gòu)和功能靜電計(指針式驗電器)

2、思考:是否只有當(dāng)帶電體與導(dǎo)體棒的上端直接接觸時，金屬箔片才開始張開?解釋看到

的現(xiàn)象

【訓(xùn)練測試】

1.下列敘述正確的是

()

A.摩擦起電是創(chuàng)造電荷.的過程

B.接觸起電是電荷轉(zhuǎn)移的過程

C.玻璃棒無論和什么物體摩擦都會帶正電

D.帶等量異號電荷的兩個導(dǎo)體接觸后，電荷會消失，這種現(xiàn)象叫電荷的湮沒

2.用棉布分別與丙烯塑料板和乙烯塑料板摩擦實驗結(jié)果如圖所示，由此對摩擦起電說

法正確的是

A.兩個物體摩擦?xí)r，表面粗糙的易失去電子

B.兩個物體摩擦起電時，一定同時帶上種類及數(shù)量不同的電荷

C.兩個物體摩擦起電/j,帶上電荷的種類不同但數(shù)量相等

D.同一物體與不同種類物體摩擦，該物體的帶電荷種類可能不同

3.關(guān)于元電荷，下列說法中正確的是

()

A.元電荷實質(zhì)上是指電子和質(zhì)子本身

B.所有帶電體的電荷量一定等于元電荷的整數(shù)，倍

C.元電荷的值通常取作e=1.60X10i9c

D.電荷量e的數(shù)值最早是由美國科學(xué)家密立根用實驗測得的

4.如圖所示，導(dǎo)體A帶正電，當(dāng)帶負(fù)電的導(dǎo)體8靠近A時，A帶的

()

V

B。一聲

A.正電荷增加

B.負(fù)電荷增加

C.正、負(fù)電荷均增加

D.電荷數(shù)不變

5.如圖所示，掛在絕緣細(xì)線下的小輕質(zhì)通草球，由于電荷的相互作用而靠近或遠(yuǎn)離，

所以

)

5

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甲乙

A.甲圖中兩球一定帶異種電荷

B.乙圖中兩球一定帶同種電荷

C.甲圖中兩球至少有一個帶電

D.乙圖中兩球只有一個帶電

6.（2009?福建仙游現(xiàn)代中學(xué)高二檢測）把兩個完全相同的金屬球A和B接觸一下，再分

開一小段距離，發(fā)現(xiàn)兩球間互相排斥，則A、8兩球原來的帶電情況可能是

（）.

A.4和B原來帶有等量異種電荷

B.A和8原來帶，有同種電荷

C.A和B原來帶有不等量異種電荷

D.A和8原來只有一個帶電

【參考答案】

1.答案：B

解析：根據(jù)電荷守恒定律知只有B項正確.

2.答案：CD

解析：兩物體摩擦?xí)r得失電子取決于原子對電子的束縛力大小，A錯.由于摩擦起電的

實質(zhì)是電子的得失，所以兩物體帶電種類一定不同，數(shù)量相等，B錯C對.由題中例子不

難看出同一物體與不同種類物體摩擦，帶電種類可能不同，D對.

3.答案：BCD

4.答案：D

解析：當(dāng)帶負(fù)電的導(dǎo)體3靠近導(dǎo)體A時，兩導(dǎo)體之間無接觸，由電荷守恒定律可知，A

帶的電荷數(shù)不變，只是電荷重新在導(dǎo)體端面上發(fā)生了分布（電荷重新分布是由電荷之間相互

作用力產(chǎn)生的）.

5.答案：BC

解析：若兩物體相互排斥，必定帶同種電荷；若兩物體相互吸引，二者可能帶異種電荷，

也可能一個帶電荷，另一個不帶電荷.當(dāng)只有一個物體帶電時，不帶電物體由于受到帶電物

體電荷的作用，原子內(nèi)部的異種電荷趨向于靠近帶電物體，同種電荷趨于近離帶電物體，

這一過程類似于靜電感應(yīng)，因此兩物體之間的吸引力大于排斥力，宏觀上顯示的是吸引力.綜

合上述，B,C選項正確.

6.答案：BCD

【學(xué)習(xí)反思】

物體帶電的實項是什么？摩擦起電和感應(yīng)起電有什么不同？

6

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1.1《庫侖定律》導(dǎo)學(xué)案

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1、通過演示實驗，定性了解電荷之間的作壓力大小與電荷量的多少以及電荷之間距離

大小的關(guān)系

2、明確點電荷是個理想模型。知道帶電體簡化為點電荷的條件，

3、理解庫侖定律的含義及其表達(dá)式、適用條件，知道靜電力常量

4、了解庫侖扭秤實驗。

【重點難點】

對庫侖定律的理解和應(yīng)用。

【學(xué)法指導(dǎo)】

認(rèn)真閱讀教材，觀察實驗，體會電荷間相互作用力的大小與什么因素有關(guān)？體會庫侖的

實驗方法

【知識鏈接】

1、同種電荷互相異種電荷互相。

2、上一節(jié)學(xué)過起電的方式有哪些，有沒有違背電荷守恒定律？

【學(xué)習(xí)過程】

一、演示實驗--探究影響電荷間相互作用力的因素

間教材5頁：演示

通過演示實驗影響電荷間相互作用力的因素有哪些？這些因素對作用力的大小有什么

影響?

二、庫侖定律

1、庫侖定律：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力的大小跟它們的

成正比，跟它們的成反比.作用力的方向在兩個點電荷的連線上

2、公式：

靜電力常量％=使用上述公式時，電荷量Qi、Q2一般用絕對值代入計算。

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3、適用條件：真空中，點電荷一一理想化模型

注：點電荷：帶電體就可

以看作點電荷.嚴(yán)格地說點電荷是一個理想模型，實際上是不存在的.

4、電荷間這種相互作用叫做

辨析：從庫侖定律的公式看出，當(dāng)兩個電荷間的距離趨近于零時，兩電荷間的作用力將

變?yōu)闊o限大，這種說法正確嗎？為什么？

例題:兩個完全相同的金屬小球A、B,A球帶電量為+50x1Ofc,B球帶電量為-7.0x10

PC,兩球相距1m。問：它們之間的庫侖力有多大？若把它們接觸后放回原處，它們之間

的相互作用力為多大？

三、庫侖扭秤實驗：了解，自己閱讀教材6頁內(nèi)容。

四、拓展

1、庫侖定律與萬有引力的關(guān)系：

見教材7頁例1

總結(jié)：

2、庫侖力的疊加：

如果存在兩.個以上的電荷，兩個以上點電荷對某一點電荷的作用力等于

________________的矢量和。

例2、教材7頁例2

【訓(xùn)練測試】

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人教版高中物理選修3-1導(dǎo)學(xué)案

1.關(guān)于點電荷的說法，正確的是（）

A.只有體積很小的帶電體才能看作點電荷

B.體積很大的帶電體一定不能看成點電荷

C.當(dāng)兩個帶電體的大小及形狀對它們之間的相互作用力的影響可忽略時，這兩個帶電

體可看作點電荷

D.一切帶電體都可以看成是點電荷

2

2.關(guān)于庫侖定律的公式F=kQIQ2/r,下列說法中正確的是（）

A.當(dāng)真空中兩個電荷間距離r-oo時，它，們間的靜電力F-0

B.當(dāng)真空中兩個電荷間距離r―0時，它們間「的靜電力F-oo

C.當(dāng)兩個電荷間的距離r-oo時，庫侖定律的公式就不適用了

D.當(dāng).兩個電荷間的距離r-0時，電荷不能看成是點電荷，庫侖定律的公式就不適用

了

3.真空中有兩個點電荷，它們之間的靜電力為尸，如果保持它們所帶的電量不變，將

它們之間的距離增大到原來的3倍，它們之間作用力的大。小等于（）

A.FB.3FC.F/3D.F/9

4.A、B兩點電荷間的距離.恒定，當(dāng)其他電荷移到A、B附近時，A、B間相互作用的

庫侖力將（.）

A.可能變大B.可能變小.C.一定不變D.無法確定

5.真空中有兩個靜止的點電荷，它們之間的作用力為F,若它們的帶電量都增大為原

來的2倍，距離減少為原來的1/2,它們之間的相互作用力變?yōu)椋ǎ?/p>

A.F/2B.FC.4FD.16F

【參考答案】，

答Mc

1.:

答

藐A

2.

答

孰D

3.

答

藪c

答

4.薪

D

5.

【學(xué)習(xí)反思】

什么是點電荷？為什么說點電荷是理想化模型？

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1.3《電場強度》導(dǎo)學(xué)案

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

i.知道電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的，知道電場是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形

態(tài).

2.理解電場強度的概念及其定義式，會根據(jù)電場強度的定義式進(jìn)行有關(guān)的計算，知道

電場強度是矢量，知道電場強度的方向是怎樣規(guī)定的.

3.能根據(jù)庫侖定律和電場強度的定義式推導(dǎo)點電荷場強的計算式，并能用此公式進(jìn)行

有關(guān)的計算.

4.知道電場的疊加原理，并應(yīng)用這個原理進(jìn)行簡單的計算

【重點難點】

1.電場強度公式的應(yīng)用，電場線及各種電場的電場線特點，電場的疊加原理；

2.電場強度公式的得出，電場線是實際不存在的，是科學(xué)的抽象。

【學(xué)法指導(dǎo)】

認(rèn)真閱讀教材，觀察教材插圖，體會電場強度的物理意義和定義方法；體會電場強度的

矢量性和合場強的計算方法

【知識鏈接】

庫侖定律：在真空中兩點電荷的作用力跟它們的電量乘積成正比,跟它們的距離的平方

成反比，作用力的方向在它們的連線上，這就是庫侖定律。

公式：

【學(xué)習(xí)過程】

一、電場

1、（1）電場定義：_____________________________________________________________

（2）“基本性質(zhì)：

（3）電荷間的相互作用力通過電場發(fā)生圖示：

2、電磁場定義：_______________________________:_______________________________

3、靜電場定義：_______________________________________________________________

二、電場強度

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人教版高中物理選修3-1導(dǎo)學(xué)案

1、思考與討論：有的電荷之間相互強，有的電荷之間作用弱，用什么可以檢驗空間存

在看不見又摸不著的電場？

(1)試探電荷：

(2)源電荷：

2、電場強度

(1)定義：___________________________________________________________________

(2)定義式：

(3)單位：

(4)方向:

(5)理解：

嘗試應(yīng)用1

在電場中A處放點電荷+q,其受電場力為F,方向向左，則A處場強大小,

方向為;若將A處放點電荷為一2q,則該處電場強度大小為―,方

向為，該電荷受電場力大小方向。

三、真空中點電荷的場強

1、由庫侖定律和場強的定義式推導(dǎo)

(1)大?。?/p>

(2)方向:

2、E=￡弄口E=K2的區(qū)另IJ：

QR2

適用范圍電荷的意義

F

E二一

Q

Q

E=K告

R2

四、電場強度的疊加

1、電場強度是—量，合成應(yīng)遵循法則

嘗試應(yīng)用2

在真空中有兩個點電荷S和切分別位于1和6,相距20cm,⑦為4義10一8(：,電為一

8X108C,則在連線上4點的外側(cè)離4點20cm處的。點場強大小、方向如何？

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人教版高中物理選修3-1導(dǎo)學(xué)案

2、如何理解一個半徑為R的均勻帶電球體(或球殼)在外部產(chǎn)生的電場與一個位于球

心的、電荷量相等的點電荷產(chǎn)生的電場相同？

五、電場線

定義：_______________________________________________________________________

r

電場線的特點：

兒種常見電場中電場線的分布及特點

(1)正、負(fù)點電荷的電場中電場線的分布

特點：

(2)等量異種點電荷形成的電場中的電場線分布

特點：

(3)等量同種點電荷形成的電場中電場中電場線分布情況

特點：

六、勻強電場電場線分布情況

特點：

嘗試應(yīng)用3

課本15頁第5題

【訓(xùn)練測試】

1真空中距點電荷(電量為Q)為/'的A點處，放一個帶電量為式q《Q)的點電荷，q受到

的電場力大小為F,則A點的場強為

()

A.F/QB.Flq

C.亭D.法

2關(guān)于電場線的說法，正確的是

()

A,電場線.的方向，就是電荷受力的方向

B.正電荷只在電場力作用下一定沿電場線運動

C.電場線越密的地方，同一電荷所受電場力越大

D.靜電場的電場線不可能是閉合的

3.在如圖所示的4種電場中，A、B兩點電場強度相同的是

()

12

人教版高中物理選修3-1導(dǎo)學(xué)案

4.把質(zhì)量為M的正點電荷放在電場中無初速度釋放，不計重力，則以下說法正確的是

()

A.點電荷的軌跡一定和電場線重合

B.點電荷的速度方向總是與它所在處的電場線方向一致

C.點電荷的加速度方向總是與所在處的電場線的切線方向重合

D.點電荷將沿電場線切線方向拋出，做拋物線運動

5..以下關(guān)于電場和電場線的說法中正確的是

(r)

A.電場、電場線都是客觀存.在的物質(zhì)，因此電場線不僅在空間相交，也能相切

B.在電場中，凡是電場線通過的點場強不為零，不畫電場線的區(qū)域內(nèi)的點場強為零

C.同一檢驗電荷在電場線密集的地方所受電場力大

D.電場線是人們假想的，用以形象表示電場的強弱和方向，客觀上并不存在

6.在電場中P點放一個電荷量為4X10'C的點電荷，它受到的電場力為2X10-N,

則P點的場強為N/C.把放在P點的點電荷的電荷量減為2X109C,則P點的場強

為N/C.把該點的點電荷移走，P點的場強又為N/C.

【參考答案】

1.答案：BD

2.答案：CD

3.「答案：C

解析.：電場強度是矢量，即有大小又有方向.

4.答案：C

解析：本題考查了電場線、電場強度的方向及電場力的方向三者之間的關(guān)系及物體做曲

線運動的條件.僅當(dāng),電場線為直線、電荷的初速度為零或者初速度方向和場強方向在一直

線上，且只受電場力時，電荷的運動軌跡才和電場線重合，A錯.點電荷的速度方向不一定

與所在處的電場線方向一致，如電場線為曲線時，B錯.由牛頓第二定律知，加速度方向與

合外力方向一致，而該點電荷在電場中受電場力方向與電場線的切線方向重合，C對.點電

荷受電場力作用，由于電場不一定是勻強電場，其合力不一定為恒力，故不一定做拋物線運

動，D錯.

5.答案：CD

解析：電場是客觀存.在的，但電場線是假想的，用以形象描述電場，電場線的疏密表

示了電場強度的相對大小一.

6.答案：5.0X104；5.0X104；5.0X104

F2X10”N,

解析：E=7=4X]0-9C=5.OXlO'N/C

【學(xué)習(xí)反思】

電場強度的物理意義是什么？采用了怎樣的定義方法？怎樣利用電場線反應(yīng)電場強

度？畫出點電荷、等量異號點電荷、等量同種點電荷的電場線。

13

人教版高中物理選修3-1導(dǎo)學(xué)案

1.4《電勢能和電勢》導(dǎo)學(xué)案

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

i.知道靜電力做功的特點，理解電勢能、電勢的概念。

2.能熟練應(yīng)用電勢能、電勢的有關(guān)知識分析解決實際問題。

【重點難點】

電勢能、電勢概念的理解

【學(xué)法指導(dǎo)】

認(rèn)真閱讀教材，觀察教材插圖，體會電場力做功的特點；體會電勢的概念

【知識鏈接】

回顧(1)重力做功的特點：重力做功與路徑無關(guān)。(2)重力勢能的變化與重力做功的

關(guān)系：重力做的功等于重力勢能的減少量。靜電力做功與電勢能的關(guān)系與此類似

【學(xué)習(xí)過程】

一、靜電力做功的特點

1、分析試探電荷q在場強為E的勻強電場中沿不同路徑從A運動到B電場力做功情況。

(1)q沿直線從A到B

(2)q沿折線從A到M、再從M到B

(3)q沿任意曲線ANB至IJB。

2、在電場中移動電荷時，靜電力做的功與電荷的位置和______位置有關(guān)，但與

電荷經(jīng)過

的無關(guān)。

★這是根據(jù)勻強電場推出來的，但同樣適用于非勻強電場。

★若只有靜電力做功，則電勢能和動能相互裝化，總量保持不變。

二、電勢能

電荷在電場中具有的勢能叫做電勢能。

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人教版高中物理選修3-1導(dǎo)學(xué)案

(1)、靜電力做功與電勢能的關(guān)系

電場力做正功，電勢能

電場力做負(fù)功，電勢能

靜電力做的功等于電勢能的減少量。WAB=ErPA—EPB

嘗試應(yīng)用1、：

1、右圖中MN為某電場中一條電場線，方向向右，在MN上取兩點a、b,今將一正點

電荷q從a移至ijb則

A.電場力做正功,q的電勢能增力口;

B.電場力做負(fù)功,q的電勢能增加;

C.電場力做正功,q的電勢能減少;

D.電場力做負(fù)功,q的電勢能減少。

2、下列說法工確的是()

A在電場中順著電場線移動電荷，電場力做功，電荷電勢能減少

B在電場中逆著電場線移動電荷，電場力做功，電荷電勢能減少

C在電場中順著電場線移動正電荷，電場力做正功，電荷電勢能減少

D在電場中逆著電場線移動負(fù)電荷，電場力做負(fù)功，電荷電勢能增加

(2)、電荷的電勢能

通常取或的電勢能為

零。

電荷在某點的電勢能等于______________________________________________

電勢能用Ep表示，單位：o

嘗試應(yīng)用2：

3、對于在點電荷形成的電場中，電荷的電勢能正負(fù)的研究，分析正確的是：[]

A.在正電荷形成的電場中，正電荷的電勢能為正值；

B.在負(fù)電荷形成的電場中，負(fù)電荷的電勢能為負(fù)值；

C.在點電荷形成的電場中，正電荷的電勢能總為正值；

D.在正電荷形成的電場中，電荷的電勢能總為正值。

4、把一個電荷從電場中的A點移到無窮遠(yuǎn)，電場力做功4.0義10力，把它從無窮遠(yuǎn)處

移到電場中的B點，克服電場力做功6.0X10-8J,則下列分析正確的是：[]

A.電荷在電場中A點的電勢能為4.0Xl(rt；

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人教版高中物理選修3-1導(dǎo)學(xué)案

B.電荷在電場中B點的電勢能為6.0X10-8J；

C.電荷在B點的，電勢能比在A點時的電勢能大2.0><10叼；

D.電荷在B點的電勢能比在A點時的電勢能小i.oXi()-8j；

三、電勢

(1)電勢定義：_________________________________________________________

定義式：(式子中各量均帶有正、負(fù)號，理解其含義)

(2)電勢是標(biāo)量，單位：簡稱伏，用V表示，1V=

電勢有正、負(fù)，表示該點電勢比零電勢。點高還是低。通常把的電勢規(guī)

定為零。

(3)電場線指向的方向。

(4)電勢是由決定的，與試探電荷無關(guān)。

嘗試應(yīng)用3：

5、課本19頁第1題。

6、有關(guān)電場中某點的電勢，下列說法中正確的是()

A、由放在該點的電荷所具有的電勢能的多少決定

B、由版在該點的電荷的電量多少來決定

C、與放在該點的電荷的正負(fù)有關(guān)

D、是電場本身的屬性，與放入該點的電荷情況無關(guān)

【訓(xùn)練測試】

1.在靜電場中下列說法正確的是()

A.電場強度處處為零的區(qū)域內(nèi)，電勢也「一定處處為零

B.電場強度處處相同的區(qū)域內(nèi)，電勢也一定處處相同

C.電場強度的方向總是跟等勢面垂直

D.沿著電場強度的方向，電勢總是不斷降低的

2.如圖所示，在點電荷的電場中的一條電場線上依次有A、8、C三點，先把+q的

試探電荷依次放在三點上，然后把一q的試探電荷依次放在三點上，關(guān)于電荷的電勢能的說

法正確的是

()

?_AB_C一

A.放上+q時，EpA>EpB>Epc

B.放上+q時，EpA<EpB<Epc

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人教版高中物理選修3-1導(dǎo)學(xué)案

C.放上一“時，EpA>EpB>Epc

D.無論放+q,還是一q,EpA<EpR<Epc

3.如圖所示，實線是一個電場中的電場線，虛線是一個負(fù)試探電荷在這個電場中的軌

跡，若電荷是從。處運動到b處，.以下判斷正確的是（）

A.電荷從。到匕加速度減小

B.6處電勢能大

C.〃處電勢高

D.電荷在人處速度小

4.如圖所示，虛線表示電場的一族等勢面且相鄰等勢面電勢差相等，一個帶正電的粒

子以一定的初速度進(jìn)入電場后，只在電場力作用下沿實線軌跡運動，粒子先后通過M點和

N點一.在這一過程中，電場力做負(fù)功，由此可判斷出

a?

A.N點的電勢高于M點的電勢

B.粒子在N點的電勢能比在M點的電勢能大

C.粒子在/點的速率小于在N點的速率

D.粒子在M點受到的電場力比在N點受到的電場力大

5.如圖所示，虛線為某電場的等勢面，今有兩個帶電粒子（重力不計），以不同的速率,

沿不同的方向，從A點飛入電場后，沿不同的軌跡1和2運動，由軌跡可以斷定

A.兩個粒子帶電量一定不同

B.兩個粒子的電性一定不同

C.粒子1的動能和粒子2的電勢能都是先減少后增大

D.經(jīng)過8、C兩點，兩粒子的速度可能不等

6.如圖所示，在場強為E的勻強電場中有相距為L的A、8兩點，連線AB與電場線

的夾角為仇將一電荷量為4的正電荷從A點移到B點，若沿直線移動該電荷，電場力

做的功叫=;若沿路徑ACB移動該電荷，電場力做的功W2=；若沿曲

線ADB移動該電荷，電場力做功夠=.由此可知電荷在電場中移動時，電場力做功

的特點是^

【參考答案】

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人教版高中物理選修3-1導(dǎo)學(xué)案

1.答案：CD

解析：針對A：當(dāng)靜電場中的導(dǎo)體處于靜電平衡時，其內(nèi)部電場強度處處為零，但該導(dǎo)

體為等勢體，其電勢不為零，故A錯..

針對B：在勻強電場中，電場強度處處相等，但電勢沿電場線方向降低，故B錯.

針對C：電場線方向處處與等勢面垂直，即電場線上各點■的切線方向與等勢面垂直，

各點電場強度方向就是電場線各點切線方向，故C正確.

針對D：電場強度方向是電勢降落最快的方向，故D正確.

2.答案：A

3.答案：BD

解析：由題圖可知b處的電場線比a處的電場線密，說明b處的場強大于a處的場強.根

據(jù)牛頓第二定律，試探電荷在b處的加速渡大于在q處的加速度，A選項錯.由題圖可知，

電荷做曲線運動，必受到不等于零的合外力，即FWO,且F的方向應(yīng)指向運動軌跡的凹向.因

為試探電荷帶負(fù)電，所以電場線指向是從疏到密.再利用“電場線方向為電勢降低最快的方

向”判斷“、b處電勢高低關(guān)系是9“＞強，C選項不正確.根據(jù)試探電荷的位移與所受電場力

的夾角大于90。，可知電場力對試探電荷做負(fù)功.功是能量變化的量度，可判斷由。一人電

勢能增加，B選項正確.又因電場力做功與潞徑無關(guān)，系統(tǒng)的能量守恒，電勢能增加則動

能減小，即速度減小，D選項正確.

4.答案：AB

5.答案：BCD

解析：由等勢線的形狀知，這是一個位于圓心的點電荷產(chǎn)生的電場，兩個粒子與點電荷

的作用情況是相反的，所以兩個粒子電性一定不同.粒子1的動能先減小后增大，粒子2

的電勢能先減小后增大.到C兩點時兩個粒子的速度可能相同也可能不同，無法確定.

6.答案：qElcosOqELcos。qELcos。電場力做功的大小與路徑無關(guān)，只與始末位置

有關(guān)

解析：路.徑A8、ACB、曲線在電場線方向。上的投影都是8C=Lcos。，因此沿這三

條路徑電荷由A運動到8,電場力做的功都是qELcos。，因此電場力做功的特點是：與路徑

無關(guān)，只與始末位置有關(guān).

【學(xué)習(xí)反思】

電勢的物理意義是什么？采用了怎樣的定義方法？類比重力做功和靜電力做功，重力

勢能的變化和電勢能的變化。

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人教版高中物理選修3-1導(dǎo)學(xué)案

1.5《電勢差》導(dǎo)學(xué)案

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1、理解電勢差的概念，知道電勢差與電勢零點的選擇無關(guān)。

2、掌握兩點間電勢差的表達(dá)公式，知道兩點間電勢差的正負(fù)號與這兩點的電勢高低之

間的對應(yīng)關(guān)系。

3、知道在電場中移動電荷時靜電力做功與兩點間電勢差之間的關(guān)系，會應(yīng)用靜電力做

功的公式進(jìn)行相關(guān)的計算。

【重點難點】

靜電力做功公式中正負(fù)號的應(yīng)用與正負(fù)號的物理意義

【學(xué)法指導(dǎo)】

認(rèn)真閱讀教材，體會電勢差的特點；體會例題展示的解題方法

【知識鏈接】

除了電場強度，電勢是又一個表征電場性質(zhì)的重要物理量。

電勢的定義：___________________________________________________

用公式表示為：___________________

應(yīng)該先規(guī)定電場中某處的.電勢為0,然后才能確定其他各點的電勢。電場中各點的電勢

可以是正值，也可以是負(fù)值。但電勢只有大小，沒有，是_______量。

選擇不同的位置作為電勢零點，電場中某點電勢的數(shù)值也會改變。那么有沒有不隨電勢

零點變化而變化的物理量呢？(類比高的和高度差思考)

【學(xué)習(xí)過程】

1、電勢差

(1)電勢差是電場中兩點間的電勢的差值，

即：UAB=或UBA=顯然UAB=-UBA

(2)電場中某一點的電勢，與選取的電勢零點有關(guān)；而電場中兩點間的電勢差，與選

取的電勢零點。

(3)電勢和電勢差單位都是,符號,都有正負(fù)值，但都是______量

a.電勢的正負(fù)表示該點比電勢零點的電勢高或低；

b.電勢差的正負(fù)表示電場中兩點電勢的高低。

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人教版高中物理選修3-1導(dǎo)學(xué)案

說明：電勢差也叫電壓，在很多場合下電壓不帶正負(fù)號。

2、電勢差與電場力做功的關(guān)系

(1)推導(dǎo)：電荷q在電場力作用下由A點移到另一點B的過程中，電場力做的功見記

與兩點間電勢差UAB關(guān)系：

(2)關(guān)系式：或

［思考］UAB由什么決定？由WAB.q決定嗎?

所以電勢差反映了..

3、應(yīng)用W"="。八"計算時，相關(guān)物理量用正、負(fù)值代入，其結(jié)果：

W">°，電場力做功；叼8<°，電場力做功(也可以說成物體克服電

場力做功)；

。相>°，表示。八(PB；表示力9B(比較9A和夕8的高低)

三、典型例題分析

(提示：應(yīng)用=4。"計算時，注意各物理量用正負(fù)值代入。)

【例1】將一個電量為一2x10-9c的點電荷從電場中的N點移到M點，需克服電場力

做功1.4x108j,N、M兩點間的電勢差UNM為多少？若將該電荷從M移到N,電場力做什

么功?UMN為多少？

【例2】在電場中把2.0x10-9。的正電荷從A點移到B點，靜電力做功1.5x10-7中再

把這個電荷從B點移到C點，靜電力做功-40x10-73。

(1)A、B、C三點中哪點電勢最高？哪點電勢最低？

(2)AB間，BC間，AC間的電勢差各是多大？

(3)把-1.5xl0「9c的電荷從A點移到C點，靜電力做多少功？

解⑴

20

人教版高中物理選修3-1導(dǎo)學(xué)案

(2)

(3)

四、課堂小結(jié)：

1電勢差的概念及公式：

2、電勢差和,電勢的區(qū)別：_____________________________________________________

3、電勢差與電場力做功的關(guān)系式：

4、應(yīng)用%B=[UAB計算時的注意事項：

【訓(xùn)練測試】

1.下列公式中，既適用于點電荷產(chǎn)生的靜電場，也適用于勻強電場的有

（）

①場強②場強E=U/4③場強E=AQ/J④電場力做功W=Uq

A.①③B.②③

C.②④.D.①④

2.下列說法哪些是正確的（）

A.電勢處處相等且不為零的空間中各點場強必。為零

B.電勢降落速度最大的方向必為場強方向

C.電場中電勢高的點場強較大

D.電場中場瞿相等的兩點間電勢差一定為零

3.如下圖所示，勻強電場場強E=100V/m,A、B兩點相距10cm,A、8連線與電場

線夾角為60。，則UBA之值為（）

A”-10VB.1.0V

C.-5rVD.一5/V

4.A、B在兩個等量異種點電荷連線的中垂線上，且到連線上中點。的距離相等，如

圖所示，則（）

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人教版高中物理選修3-1導(dǎo)學(xué)案

I

；A

I

I

?---

:

I

A.同一電荷在A,8兩點的電勢能相等

B.把正電荷從A點沿直線移動到B點，電荷的電場強度先增大后減少

C.把正電荷從A點沿直線移動到B點，電荷的電勢能先減少后增大

D.A、B連線上的任意兩點的電勢差為零

5.夏季某日，某地區(qū)距地面一定高度的空中有兩塊相距3km的足夠大的云團，受濕氣

流影響，兩塊云團正在以5m/s的相對速度靠近，不斷與空氣摩擦帶電.設(shè)兩云團之間電勢

差保持3X10,不變，已知空氣電離的電場強度(即發(fā)生放電時的電場強度)為3X

云團間的電場可視為勻強電場，則大約經(jīng)過秒，將會發(fā)生放電現(xiàn)象；在這次放電中

.，若從一塊云團移到另一塊云團的電荷量為500C,閃電歷時0.01s,則此過程中的平均電流

為安培.(提示：電流

6.如圖所示的勻強電場中，有a、Z?、c三點，ab—5cm,be—\2cm,其中沿電場方

向，歷和電場方向成60。角，一個電量為q=4X104c的正電荷從。移到匕電場■力做功為

WI=1.2X10-7J,求:

(1)勻強電場的電場強度E;

(2)電荷從b移到c,電場力做的功電；

(3%、c兩點的電勢差￡/,??.

【參考答案】

1.答案：D

2.答案：AB

解析：沿場強方向電勢必然降低，在某空間中電勢處處相等且不為零，則只有場強為零

才可能，故A對，由電勢差與場強的關(guān)系可知B對C錯D錯.

3.答案：C

解析：UBA=_Ed=-100X0.1Xco