1、上海高二物理靜電場必備教案【最新整理，下載后即可編輯】第二章靜電場第1課時庫侖定律電場強度基礎知識回顧1 .電荷、電荷守恒自然界中只存在兩種電荷：正電荷、嵬電荷.使物體帶電的方法 有摩擦起電、接觸起電、感應起電.靜電感應：當一個帶電體靠近導體時，由于電荷間的相互吸引或 排斥，使導體靠近帶電體的一端帶些殳電荷，遠離帶電體的一端帶回苣 電荷.電荷守恒：電荷即不會創生，也不會消失，它只能從一個物體黃 移到另一個物體，或從物體的一部分轉移到另一部分；在轉移過程中， 電荷總量保持不變.（一個與外界沒有電荷交換的系統，電荷的代數和代 持不變）元電荷：指一個電子或質子所帶的電荷量，用表示. = 1.6X1。

2、19c2 .庫侖定律真空中兩個點電荷之間相互作用的電場力，跟它們電荷量的乘積 成正比,跟它們的距離的二次方成屬比，作用力的方向在它們的連線 上.即：華 其中A為靜電力常量，=9.0X109N-m7c2成立條件真空中（空氣中也近似成立），點電荷,即帶電體的形狀和大小 對相互作用力的影響可以忽略不計.（對帶電均勻的球，r為球心間的距 離）.3 .電場強度電場：帶電體的周圍存在著的一種特殊物質，它的基本性質是對 放入其中的電荷有力的作用，這種力叫電場力.電荷間的相互作用就是 通過電場發生作用的.電場還具有能的性質.（2）電場強度石：反映電場強弱和方向的物理量,是矢量.定義：放入電場中某點的試探電荷所

3、受的電場力戶跟它的電荷量<7的比值，叫該點的電場強度.即：£ =- 單位：V/m, N/C 一q場強的方向：規定正電荷在電訪某點的受力方向為該點的場強 方向.（說明：電場中某點的場強與放入場中的試探電荷無差，而是由該 點的位置和場源電何來決定.）點電荷的電場強度：E = k9,其中Q為場源電荷，H為場中距Q 廠為r的某點處的場強大小.對萩均勻帶電的球體或球殼外某點的場強 時，廠為該點到球心的距離.電場強度的疊加：當存在多個場源電荷時，電場中某點的場強為 各個點電荷單獨在該點產生的電場強度的無量和.電場線：為形象描述電場而引入的假想曲線.電場線從正電荷或無限遠出發，終止于無限遠或

4、負電荷.電場線不相交，也不相切，更不能認為電場就是電荷在電場中的 運動軌跡.同一幅圖中，場強大的地方電場線較密，場強小的地方電場線較勻強電場：電場中各點場強大小處處相等，方向相同，勻強電場 的電場線是一些平行的等間距的平行線.重點難點例析一、電荷守恒、庫侖定律的理解1 .兩個完全相同的金屬球接觸后，所帶正、負電荷先11中和"然后11 平均分配”于兩球.分配前后正、負電荷之和不變.2 .當求兩個導體球間的庫侖力時，要考慮電荷的重新分布，例：當 兩球都帶正電時，電荷相互非斥而使電荷主要分布于兩球的外側，此時r 將大于兩球球心間的距離.3 .庫侖定律是長程力，當一（）時，帶電體不能看成質點

5、，庫侖定律 不再適用.4 .微觀粒子間的庫侖力遠大于它們之間的萬有引力，當計算微觀粒子 間的相互作用時可忽略粒子間的萬有引力.5 .計算庫侖力時，先將電荷量的絕對值代入進行計算，然后根據電性 來判斷力的方向.【例1】 兩個半徑相同的金屬小球，帶電量之比為1 ： 7,相距為K可視 為點電荷），兩者相互接觸后再放回原來的位置上，則相互作用力可能為 原來的（）二、與電場力相關的力學綜合的問題電場力可以和其它力平衡，也可以和其它力一起產生加速度，因此 這類問題實質上仍是力學問題，仍是按力學問題的基本思路來解題，只 不過多了一個電場力而已，特別是帶電體之間的庫侖力由于是一對相互 作用力，因而考慮孤立帶電

6、體之間相互作用的過程時，一般可考慮用動 量守恒；動能與電勢能之和守恒來處理.【例2】如圖612,在真空中同一條直線上的月、8兩點固定有電荷 量分別為+4Q和-Q的點電荷.將另一個點電荷放在該直線上的哪個位 置，可以使它在電場力作用下保持靜止？若要求這三個點電荷都只在 電場力作用下保持靜止，那么引入的這個點電荷應是正電荷還是負電 荷？電荷量是多大？_啜A BC圖 61一2【例3】如圖6 13,在光滑絕緣水平面上有三個質量都是切的相同小 球，彼此間的距離都是/,從、石電荷量都是十夕.給C一個外力£使三個小球保持相對靜止共同加速運動.求：C球的帶電性和電荷量；外力廠 的大小.三、電場與電場

7、線場強是矢量，疊加遵循平行四邊形定則，場強的疊加是高考的熱點， 是本節的重點，需要重點突破.電場線是認識和研究電場問題的有利工具，必須掌握典型電場的電 場線的分布，知道電場線的切線方向與場強方向一致，其疏密可反映場 強大小.清除對電場線的一些錯誤認識.【例4】等量異種點電荷的連線和中垂線如圖616示，現將一個帶負電的檢驗電荷先從圖中的a點沿直線移動到b,點，再從6點沿直線移動到c點，則檢驗電荷在此全過程中X ( )A.所受電場力的方向不變一方 1圖616B.所受電場力的大小恒定C. b點場強為()，電荷在6點受力也為()D.在平面內與。點場強相同的點總共有四處四、如何運用場強的三個表達式分析問

8、題1 .定義式e=£：適用一切電場，石與試探電荷夕的電荷量及所受電 q場力戶無關，與試探電荷是否存在無關.2 .決定式石=攵2：只適應于真空中的點電荷，石由場源電荷Q及 廠研究點到場源電荷的距離有關.3 .關系式：E；只適應于勻強電場，d是指場中兩點沿電場線 a方向上的距離.令易錯門診w例5如圖示61 10,帶電小球4 8的電荷分別為Q、Q, OA=OB,都用長心的絲線懸掛在。點.靜止時4 B 相距為d.為使平衡時間距離減為“2,可采用以下哪些方法圖6-1-10A.將小球/的質量都增加到原來的2倍B.將小球片的質量增加到原來的8倍C.將小球/的電荷量都減小到原來的一半D.將小球4片的

9、電荷量都減小到原來的一半，同時將小球8的質 量增加到原來的2倍課堂自主訓練1 .使帶電的金屬球靠近不帶電的驗電器，驗電器的箔片開.下列各圖表示 驗電器上感應電荷的分布情況，正確的是()ABCD【最新整理，卜載后即可編輯】圖 61 一 122 .如圖6-1-12,帶箭頭的線段表示某一電場中的電場 線的分布情況.一帶電粒子從月運動到巴 在電場中運動 的軌跡如圖示.若不考慮其他力，則下列判斷中正確的是( )A.若粒子是從力運動到B,則粒子帶正電；若粒子是從3運動到人 則粒子帶負電B.不論粒子是從力運動到8,還是從/運動到，粒子必帶負電C.若粒子是從4運動到8,則其加速度變大D.若粒子是從8運動到月，

10、則其速度減小3.如圖61 13, 一電子在某一外力作用下沿等量異種電 荷的中垂線由4勻速飛過，電子重力不計，則電子 所受電場力的大小和方向變化情況是( )A.B.C.D.先變大后變小, 先變大后變小, 先變小后變大, 先變小后變大,方向水平向左 方向水平向右 方向水平向左 方向水平向右A；+E-B'國 6 1 一 13-e-q課后創新演練1 .帶負電的粒子在某電場中僅受電場力作用，能分別完成以下兩種運 動：在電場線上運動，在電場中做勻速圓周運動.該電場可能由 ( )A.一個帶正電的點電荷形成B.一個帶負電的點電荷形成C.兩個分立的帶等量負電的點電荷形成D.兩塊平行、帶等量異號電荷的無限

11、大平板形成2.在同一電場中的月、B、C三點分別引入檢驗電荷時，測得的檢驗電荷的電荷量和它所受電場力的函數圖象 z，如圖 6-1-14,則此三點的場強大小當、品、與的關系是 彳一"()圖 6-1-14A. EA>EB>EcB. EB>EA>Ecc.ea>ebD. Ea>ECZ>Eb3.如圖61 15,三個完全相同的金屬小球隊b、c位于等邊三角形的三個頂點上. a和c帶正電，6帶負電. 所帶電荷量的大小弋_勺比6的小.已知c受到和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線段中的一條來表示，它應是()幾三人圖 61一15A. FB.尸2C.尸3D.a圖 6

12、1一164 .4、/是某“點電荷產生的電場中的一條電場線，若在某點釋放一初速為零的電子，電子僅受電場力作用，并沿電場線從4運動到8,其速度隨時間變化的規律如圖6 116.則()A.電場力巴七B.電場強度七八=品C.該點電荷可能帶負電D.該點電荷一定在8點的右側5 .如圖61 17, 4 6為兩個帶異種電荷的質點，且電量之比 這1: 3,在月附近有一帶電質點R只受電場力作用下從靜止開始沿 連線向右運動，則它的加速度大小()A.不斷增大UiB.不斷減小圖 6-1 - 17C.先減小后增大D.先增大后減小6.如圖61 18在勻強電場中，有一質量為電量為夕的小球從月 點由靜止釋放，運動軌跡為一直線，該

13、直線與豎直方向的夾角為名那么 勻強電場的場強大小具有圖 61一18A.唯一值，小ne qB.最大值，會” qC.最小值，蟹” qD.最大值，也 q7 .用兩根等長的細線各懸一個小球，并掛于同一點，已知兩球質量相 等，當它們帶上同種電荷時，相距上而平衡，如圖61 19.若使它們 的帶電量都減少一半，待它們重新平衡后，兩球間距離（）A.大于A/2十8 .等于7VC.小于2圖6-19D.等于L第2課時 電場能的性質基礎知識回顧1 .電勢能、電勢、電勢差、等勢面的概念電勢能：與重力勢能一樣，電荷在電場中也具有勢能，這種勢能叫 電勢能,規定零勢點后，電荷在某點的電勢能，等于把它從該點移到零 勢能位置時靜

14、電力所做的功.不同的電荷在同一點所具有的電勢能不一 樣：Ep = q（p .電勢5電荷在電場中某一點的電勢能與它的電荷量的比值叫該點 的電勢.電勢的大小與試探電荷大小無差.定義式：半，單位：伏特1V=1J/C意義：電場中某一點的電勢在數值等于單位電荷在那一點所具有的 電勢能.相對性：某點的電勢與零電勢點的選取有關.通常取無限遠或大地 的電勢為雯.標量性：電勢只有大小，沒有方向，但有正、負之分，這里正負只表示 比零電勢高還是低.電場線也可判定電勢高低：沿著電場線方向，電勢 越來越低.等勢面：即電勢相等的點構成的面.電場線與等勢面垂直.并由 電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面.沿等勢面移動電荷，電場

15、力不做功.電勢差”：電場中兩間電勢之差，也叫電壓= % -% ,2 .電場力做功青爭電力做功的特點：在電場中確定的兩點間移動電荷時，它的電 勢能的變化量是確定的，移動電荷時電場力做的功也是確定的，和重力 做功一樣，與路徑無關（只與這兩點間電勢差有關）.電場力做功與電勢能改變的關系：靜電力做正功，電勢能減小, 電勢能轉化為其它形式的能量；靜電力做負功,電勢能增加，其它形式 的能轉化為電勢能.靜電力做的功等于電勢能的減少量：嗚8=芻二& = q®-%）=亞h或 uAB = * q3 .勻強電場中電勢差與電場強度的關系勻強電場中兩點間的電勢差等于電場強度與這兩點沿電場方向的距離的乘

16、積.%8=口或石=瞑殳 d注意：上式只適用于勻強電場.d是沿場方向上的距離.重點難點例析 一、瞥電力做功及電勢差、電勢能的計算方法 靜電力做功與路徑無關，只與初末位置有關. 計算方法：用功的定義式區三段os來計算（戶為恒力，僅適用于勻強電場中）.用“靜電力做的功等于電勢能的減少量”來計算，即£ =與廠E總 =qS適用于任何電場但心、%均有正負，要帶符號進 行運算.用由動能定理計算.【例1】將一正電荷q=1X1（尸C從無窮遠處移向電場中四點，電場力做功 為6.（）義1（尸J,若將一個等量的負電荷從電場中N點移向無窮遠處，電場 力做功為7.0X1。）,則【最新整理，卜載后即可編輯】（DM

17、> N兩點的電勢外、外之間關系正確的是（）A.%知（）C.B.夕n< 夕m<（）D.NM兩點間電勢差為.正電荷在點的電勢能為.負電荷在點的電勢能【解析】取無窮遠電勢必=0對正電荷：lgm= QU8nh /”o - %）=（）一 9%,. ir -6xioqJ- -ni= -= = 一 6V-q i xio-°c對負電荷：1匕8=qU：（9n 一98）二,練%=1匕8/9' 言= _7V所以知V%V（）,選項C正確一 1 x 10 此吆間電勢差=-7V- （-6V） =-lV正電荷在"點電勢能Ep址=q（pM = 1 x io 5 x （-6）j =

18、-6X10J.負電荷在點電勢能E；m = qf ”尸"1 x IO” x （一6）J = 6 X 1 （I .二、電場中電勢、電勢能高低的判定1 .根據場源電荷判斷（取無窮遠為（）勢點）離場源正電荷越近：電勢越高（電勢大于0）,正檢驗電荷的電勢能 9夕越大，負檢驗電荷的電勢能夕夕越小.離場源負電荷越近：電勢越低（電勢小于（），正檢驗電荷的電勢能 度越小，負檢驗電荷的電勢能務越大.2 .根據電場線判斷電勢、電場力做功判斷電勢能順著電場線的方向，電勢一定依次降低，與放入場中的檢驗電荷的正、負無關.而電勢能犯則與夕有關.電場力對（正、負）電荷做正功，該電荷的電勢能一定減少，由9=殳 q 知

19、當夕為正時，電勢P亦減小，當夕為負時，電勢P反而增力口.【例2】如圖6 2 2,固定在Q點的正點電荷的電場中有V、N兩點， 已知而海.下列敘正確的是（）A.若把一正的點電荷從點沿直線移到N點，則電場力對該電荷 做正功，電勢能減少B.若把一正的點電荷從點沿直線移到N點，則該電荷克服電場 力做功，電勢能增加C.兩點由于沒在同一條電場線上，因而無法比較其電勢高低D.若把一負的點電荷從"點沿直線移到N點，再從N點沿另一路 徑移回到點，則圖622【例3】如圖6 2 3,在粗糙絕緣的水平面上固定一點電荷Q,在以點 無初速釋放一帶有恒定電量的小物塊，小物塊，在Q的電場中運動到N 點靜止，則從初點運

20、動到N點的過程中（A小物塊所受電場力逐漸減小B小物塊具有的電勢能逐漸減小圖623CV點的電勢一定高于N點的電勢D小物塊電勢能變化量的大小一定等于克服摩擦力做的功三、電場線、等勢面、運動軌跡的綜合問題電場線的切線方向為該點的場強方向，電場線的疏密表示場強的 大小.電場線互不相交，等勢面也互不相交.電場線和等勢面互相垂直.電場線的方向是電勢降低的方向，而且是降低最快的方向.電場線密的地方等差等勢面密，電場強度越大；等差等勢面密的 地方電場線也密.而軌跡則由力學性質來決定，即軌跡總是向合外力所指的方向彎 曲.【例4】圖6 2 4中4、B、G。是勻強電場中一正方形的四個頂點, 已知月、B、C三點的電勢

21、分別為以二15 V,約=3 V, %二一3V,由此可得。點電勢夕萬 V.試畫A|D出電場線的方向？BI1圖 6-2-4易錯門診圖等電R 如鄰負，：S相請5，一到例面 7A.3線運<6 2 6,虛線、b、c代表電場中三個 贊面之間的電勢差相等，即心二%, 的質點僅在電場力作用下通過該區或時Q是這條軌跡上的兩點，據此可知高于o點電勢B.帶電質點在點真有的電勢能比在Q點具有的 勢能大C.帶電質點通過，點時的動能比通過Q點時大D.帶電質點通過點時的加速度比通過Q點時大課堂自主訓練1 .如圖6 2 7,在，和Q兩處冏定著等量異號的點電荷小夕和一4 B為其聯結的中點，為其中垂線，月和C為中垂丁 線上

22、的兩點，K和。是P、Q連線上的兩點，則（）A/丁二；A. 4 B、C三點點勢相等工B.力、B、C三點場強相等圖6-2-7C. 4 B、C三點中8點場強最大D.月、B、C D、E五點場強方向相同2 .如圖6-2-8,把電量為一5X1()-9C的電荷，從電場中的A點移到B 點，其電勢能 (選填“增大”、“減小”或“不變” ”若月點的 電勢約=15V, /點的電勢他=1()V,則此過程中電場力做的功為【答案】增大，一2.5義1(廠83 .帶電粒子只在電場力作用下由點運動到Q點，在此過程中克服電場力做了 2.6義1(廠tJ的功.則()AA. V在，點的電勢能一定小于在Q點的電勢能B. 點的場強小于Q點

23、的場強C. 點的電勢一定高于Q點的電勢D. V在點的動能一定大于它在Q點的動能課后創新演練1 .某一勻強電場的電場線如圖6 2 9,把一正電荷從/點移到4點.關 于這個過程中電場力做功的正負及4/兩點的電勢高低的說法正確的是( )A.電場力做正功, B.電場力做正功， C.電場力做負功, D.電場力做負功,3點的電勢高于4點*點的電勢高于/點 8點的電勢高于4點A點的電勢高于B點、月.6-2-92 .如圖6 21(),實線為電場線，虛線為等勢線，且人氏3c電場中 的月、& C三點的場強分別為名、民、Ec,電勢分別為內、外、/，AB. 次7間的電勢差分別為(tel %、”,則下列關系中正確的有 () *A . (pA ><Pb> (PcB. Ec>Eb>Ea'C . ° AB < °BCD.3.如圖6 211,實線是一個電場中的電場線，虛線是一個負檢驗電荷 在這個電場中只受電場力作用的運動軌跡，以6為軌跡上的兩點，以下 判斷正確的是：( )A.電荷從a到b加速度減小)B. 6處電勢能大，電勢較高,撲C.由于電場線的方向未知，故電荷