第11讲电学基础1--教师版1

兴华教育标准讲义-教师版校训：给自己希望，给别人希望！1学员：年级：高二辅导科目：物理教师：物理组第4课时共20课时联系方式：133-0912-8983课题电学基础（1）授课时间120分钟备课时间360分钟教学目标1、2、重点难点1、2、考点要求1、2、教学内容电学基础（1）一、基础知识清单(一)电荷1.自然界中存在①种电荷，一种是②电荷；一种是③电荷。2.同种电荷相互④；异种电荷相互⑤。3.起电的三种方式：⑥；⑦；⑧。(二)电荷守恒定律电荷守恒定律：电荷既不会创生也不会消灭，它只能从一个物体转移到其它物体，或者物体的一个部分转移到其它部分，在转移的过程中，电荷的总量保持⑨。(三)库仑定律1.库仑定律：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成⑩比，与它们的距离的二次方成○11比，作用力的方向在它们的连线上。2.表达式：○122校训：给自己希望，给别人希望！(四)电场1.电场1)电场：带电体周围存在的一种物质，它是一种看不见的①的物质，它具有②和能的特性．2)电场力：放入电场中的电荷受到电场的力的作用，叫③．(五)电场力的性质1.电场强度：放入电场中某点的电荷所受④的比值，叫电场强度．用⑤表示．其定义式为：E＝⑥，适用范围所有电场。.2.电场强度反映电场的强弱，大小等于单位电荷所受电场力．由电场本身决定．比电场力更能够反映电场本身的力的性质．二、考点分类剖析(一)考点一：电荷电荷守恒定律库仑定律1.理解电荷量、元电荷、点电荷和试探电荷的方法1)电荷量是物体带电的多少，电荷量只能是元电荷的整数倍；2)元电荷不是电子也不是质子，而是最小的电荷量，电子和质子带最小的电荷量，即e＝1.6×10－19C；3)点电荷要求“线度远小于研究范围的空间尺度”，是一种理想化的模型，对其带电荷量无限制；4)试探电荷要求放入电场后对原来的电场不产生影响，且要求在其占据的空间内场强“相同”，故其应为带电荷量“足够小”的点电荷．【例1】M和N是两个不带电的物体，它们互相摩擦后M带正电1.6×10－10C，下列判断正确的有()A．在摩擦前M和N的内部没有任何电荷兴华教育标准讲义-教师版校训：给自己希望，给别人希望！3B．摩擦的过程中电子从M转移到NC．N在摩擦后一定带负电1.6×10－10CD．M在摩擦过程中失去1.6×10－10个电子答案：BC【解析】M和N都不带电，是指这两个物体都呈电中性，没有“净电荷”(没有中和完的电荷)，也就是没有得失电子．但内部仍有相等数量的正电荷(质子数)和负电荷(电子数)，所以选项A错误．M和N摩擦后M带正电荷，说明M失去电子，电子从M转移到N，选项B正确．根据电荷守恒定律，M和N这个与外界没有电荷交换的系统原来电荷的代数和为0，摩擦后电荷量仍应为0，选项C正确．电子带电荷量为1.6×10－19C，摩擦后M带正电荷1.6×10－10C，由于M带电荷量应是电子电荷量的整数倍．所以M失去109个电子，选项D错误．2.理解库仑定律的适用范围，及具体问题中物体间距离的确定.1)库仑定律只适用于真空中的点电荷；2)具体问题中，首先判断能否看成点电荷，如果能，r的确定与带电体的形状和电荷的分布有关，对于形状规则，分布均匀的，r为两物体中心间的距离。3.极大值问题：在r和两带电体电量和一定的情况下，当Q1=Q2时，有F最大值。4.三个自由点电荷平衡问题，静电场的典型问题，它们均处于平衡状态时的规律。1)“三点共线，两同夹异，两大夹小”2)中间电荷靠近另两个中电量较小的。3)中间点电荷的平衡求间距，两边之一平衡求中间点电荷的电量，关系式为313221qqqqqq或右左中QQQ24)q1、q3固定时，q2的平衡位置具有唯一性，且与q2的电量多少，电性正负无关。【例2】如图所示，q1、q2、q3，分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知q1与q2之间的距离为L1，4校训：给自己希望，给别人希望！q2与q3之间的距离为L2，且每个电荷都处于平衡状态。⑴如q2为正电荷，则q1为电荷，q3为电荷；⑵q1、q2、q3三者电荷量之比是::。答案：⑴负、负⑵.)(:1:))(::212122221321LLLLLLqqq【解析】⑴因每个电荷都处于平衡状态，则对q1而言，q3对q1的作用力应与q2对q1的作用大小相等，方向相反，所以q3与q2电性必相反，即q3应为负电荷；同理，就q3受力平衡而言，也必有q1与q2电性相反，即q1也为负电荷。⑵由q1受力平衡得：22113212)(LLqkqLqkq①由q3受力平衡得：221312232)(LLqkqLqkq②联立①②得：.)(:1:))(::212122221321LLLLLLqqq(二)考点二：电场的力与能的性质1.理解电场强度、电势和电场线的方法1)电场强度的3个公式，FEQ适用于所有电场，而2QEkr只适用于真空中的点电荷形成的电场，UEd适用于匀强电场.2)电场强度的三个性质：矢量性，电场强度E是表示电场力的性质的一个物理量．规定正电荷受力方向为该点场强的方向，有关计算按矢量法则；唯一性，电场中某一点的电场强度E是唯一的，它的大小和方向与放入该点的电荷q无关，它决定于形成电场的电荷(场源电荷)及空间位置；叠加性，如果有几个静止电荷在空间同时产生电场，那么空间某点的场强是各场源电荷单独存在时在该点所产生的场强的矢量和．3)几种典型的电场的电场线的分布图3q1q2q兴华教育标准讲义-教师版校训：给自己希望，给别人希望！54)电场的叠加要根据电荷的正、负，先判断场强的方向，然后利用矢量合成法则，结合对称性分析叠加结果．【例3】下列关于电场强度的两个表达式FEq和2rkQE的叙述正确的是()A．FEq是电场强度的定义式，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荷量。B．FEq是电场强度的定义式，F是放入电场中的电荷所受的力，q是放入电场中电荷的电荷量，它适用于任何电场C．2QEkr是真空中点电荷场强的计算式，Q是产生电场的电荷的电荷量，它不适用于匀强电场D．从点电荷场强计算式分析库仑定律的表达式122qqFkr，式中22kqr是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小，而是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处的场强大小答案：BCD【解析】FEq是场强的定义式，由其物理意义可判定选项A错误，选项B正确．2QEkr只适用于真空中点电荷的电场，不适用于其他电场，选项C正确．点电荷场强计算式2QEkr是通过库仑定律122qqFkr和场强定义式FEq推导出来的，且库仑力是电荷间通过场相互作用的，所以选项D正确．6校训：给自己希望，给别人希望！【例4】(2009·上海，3)两带电量分别为q和－q的点电荷放在x轴上，相距为L，能正确反映两电荷连线上场强大小E与x关系的是图()答案：A【解析】根据两等量异种点电荷周围的电场线可直观地看出，连线的中点场强最小，但不为零，关于中点对称的两点场强大小相等，方向相同，所以两点电荷的连线上的场强先减小后增大，A正确．三、基础夯实训练A组1.在电场中某点放一检验电荷，其电荷量为q，受到的力为F，则该点电场强度为E=F/q.那么A.若移去检验电荷，该点电场强度变为零B.若该点放一电荷量为2q的检验电荷，则该点场强变为E/2C.该点放一电荷量为2q的检验电荷，该点场强仍为ED.该点放一电荷量为2q的检验电荷，该点场强为2E2.将一定电量Q分为q和(Q－q)，在距离一定时，其相互作用力最大，则q值应为（）A．Q／2B．Q／3C．Q／4D．Q／53.在x轴上有两个点电荷，一个带正电荷Q1，一个带负电荷-Q2，Q1=2Q2，用El和E2分别表示两个电荷所产生的场强的人小，则在轴上：（）A.El=E2之点只有一处，该处合场强为零B.El=E2之点共有两处，一处合场强为零，另一处合场强为2EC.El=E2之点共有三处，其中两处合场强为零，另一处合场强为2ED.El=E2之点共有三处，其中一处合场强为零，另两处合场强为2E2兴华教育标准讲义-教师版校训：给自己希望，给别人希望！74.真空中有相距为R的A、B两点，在A、B两处分别放有点电荷+Q、-q（Qq），则+Q、-q所受的电场力FQ、Fq和A、B两点处场强的大小的关系为（除两点电荷外，真空中不存在其它电场）：（）A．EA=EB，FQ=FqB．EAEB，FQ=FqC．EAEB，FQFqD．EAEB，FQFq5.下面说法中错误的是：（）A.在一个以点电荷Q为中心，r为半径的球面上，各处的电场强度相同B.在点电荷Q的电场中的某一点，放入带电量为q的另一点电荷，则q受到的电场力为2rQqk，该点的电场强度为2rQkC.电场强度是描述电场力的性质的物理量，它仅由电场自身决定D.点电荷在电场中所受到的电场力的大小和方向，除了和电场有关外，还与该点电荷所带电量和性质有关6.一个点电荷，从静电场中的a点移到b点的过程中，电场力做功为零，则：（）A.a、b两点的电场强度一定相等B.作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的C.a、b两点的电势差为零D.点电荷一定沿直线从a点移到b点7.两个固定的等量异种电荷，在他们连线的垂直平分线上有a、b、c三点，如图9—2—6所示，下列说法正确的是：（）A.a点电势比b点电势高B.a、b两点场强方向相同，a点场强比b点大C.a、b、c三点与无穷远电势相等abc图9—2—68校训：给自己希望，给别人希望！D.一带电粒子(不计重力)，在a点无初速释放，则它将在a、b线上运动8.4．下列关于电场的说法中正确的是：（）A.静电场中，电场强度火的点电势必定高B.静电场中，电场强度为零的各点电势是相等的C.匀强电场中，两点间的距离越大，则两点间的电势差就越大D.无论是匀强电场还是点电荷形成的电场，沿着电场线的方向，电势总是逐渐降低的9.在正点电荷Q形成的电场中，有M、N两点，如图9—2—7所示．以下不正确的是（）A.M点的场强大于N点的场强B.M点的电势大于N点的电势C.将一正点电荷分别放在M点和N点，则该电荷在M点电势能大D.将一负点电荷分别放在M点和N点，则该电荷在M点电势能大C组10.如图9—3—6所示，竖直放置的平行金属板间距为d=8cm，板间电压为U=2.0×103V．在其间的匀强电场中用丝线悬挂一个带负电的小球，丝线长L=6.0cm，小球质量为m=2.0g．将小球拉到与悬点O等高的B点后将它无初速释放，小球摆到O点正下方的A点时速率为零．求：⑴小球的电荷量q；⑵小球下摆过程中的最大速度vm。11.1000eV的电子流在两极板中央斜向上方进入匀强电场，电场方向竖直向上，它的初速度与水平方向夹角为30°，如MNQ图9—2—7ABO图9—3—6图9—3—7兴华教育标准讲义-教师版校训：给自己希望，给别人希望！9图9—3—7。为了使电子不打到上面的金属板上，应该在两金属板上加多大电压U？四、能力拔高训练(一)选择题（本题包括10小题。每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1.如图1所示，a、b、c是一条电场线上的三点，电场线的方向由a到c，a、b间距离等于b、c间距离，用φa、φb、φc和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和场强，可以判定（）A．φa＞φb＞φcB．Ea＞Eb＞EcC．φa–φb=φb–φcD．Ea=Eb=Ec2.如图2所示，平行的实线代表电场线，方向未知，电荷量为1×10-2C的正电荷在电场中只受电场力作用，该电荷由A点移到B点，动能损失了0.1J，若A点电势为10V，则（）A.A点电势为零B.电场线方向向左C.电荷运动的轨迹可能是图中曲线aD.电荷运动的轨迹可能是图中曲线b3.如图3所示，细线拴一带负电的小球，球处在竖直向下的匀强电场中，使小球在竖直平面内做圆周运动，则（）A.小球不可能做匀速圆周运动B.当小球运动到最高点时绳的张力一定最小C.小球运动到最低点时，球的线速度一定最大图1图210校训：给自己希望，