静电场（问题导学案）
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选修3-1第一章静电场物理学科“问题导学案”
【课题】：《电荷及其守恒定律》 【课型】问题生成解决拓展课
编写人：刘海蛟 授课人: 审核人：全体物理老师
【学习目标】
1知道两种电荷及其相互作用。
2知道三种使物体带电的方法及带电本质
3知道电荷守恒定律
4知道什么是元电荷、比荷、电荷量、静电感应的概念
【学习方法和策略】
1. 物理学螺旋式递进的学习方法。
2. 由现象到本质分析问题的方法。
【重点】电荷守恒定律
【难点】利用电荷守恒定律分析解决相关问题
【自主导学】
生活中我们见到的现象中那些带静电的现象是有益的，那些是对我们是有害的？家用电器是如何防止金属外壳带电的？
一、电荷
1．自然界中两种电荷：
2．电荷及其相互作用：
3．使物体带电的方法
实质是
二、电荷守恒定律：
1. 内容：
。
三、几个基本概念：
1.电荷量
2.元电荷
3.比荷
4感应起电：
四、夯实基础
1．有三个完全一样的绝缘金属球，A球带的电荷量为q，B、C均不带电。现要使B球带的电荷量为3q/8，应该怎么办？
2．把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则A、B两球原来的带电情况可能是（ ）
A．带有等量异种电荷
B．带有等量同种电荷
C．带有不等量异种电荷
D．一个带电，另一个不带电
3．如图所示，A、B是被绝缘支架分别架起的金属球，并相隔一定距离，其中A带正电，B不带电，则以下说法中正确的是（ ）
A B
A．导体B带负电
B．导体B左端出现负电荷，右端出现正电荷，并且电荷量大小相等
C．若A不动，将B沿图中虚线分开，则两边的电荷量大小可能不等，与如何分有关
D．只要A与B不接触，B的总电荷量总是为零
4．下列说法中正确的是（ ）
A．正、负电荷最早由美国科学学家富兰克林命名
B．元电荷电荷量的大小最早由美国物理学家密立根测得
C．元电荷就是电子
D．元电荷是表示跟电子或质子所带电量大小相等的电荷量
E．在上题图中若A向B逐渐靠近，在B左端和右端的电荷量大小始终相等并且连续变化
五．知能提升：
1．将不带电的导体A和带有负电荷的导体B接触后，在导体A中的质子数（ ）
A．增加 B．减少
C．不变 D．先增加后减少
2．用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球a，然后用手指瞬间接触一下金属杆b后拿开橡胶棒，这时验电器小球a和金箔b的带电情况是（ ）
A．a带正电，b带负电 B．a带负电，b带正电
C．a、b均带正电 D．a、b均不带电
3．如图所示，将带电棒移近两个相同且不带电的导体球，开始时互相接触且对地绝缘，哪些方法能使两球带等量的电荷？
六．学后反思：
你还能提出哪些问题？
物理学科“问题导学案”
【课题】：库仑定律 【课型】问题生成解决拓展课
编写人：刘海蛟 授课人: 审核人：全体物理老师
【学习目标】
1、掌握库仑定律，知道点电荷的概念，并理解真空中的库仑定律．
2、会用库仑定律进行有关的计算．
3、渗透理想化方法，培养由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力．
4、了解控制度量的科学研究方法.
【重点】库仑定律和库仑力
【难点】关于库仑定律的理解与应用
【温故】电荷
【自主导学】
生活中常用的静电复印是什么原理？读课后阅读材料并考虑生活中还有哪些静电的应用？
1、内容：真空中两个静止的 相互作用跟它们所带 的乘积成正比，跟它们之间距离的 成反比，作用力的方向在它们的 。
2、库仑定律表达式：
3、库仑定律的适用条件： 。
4、点电荷：是一种 .当带电体的 比起相互作用的距离小很多时,带电
体可视为点电荷.
5、库仑的实验的研究方法：
【夯实基础】
1、关于点电荷的下列说法中正确的是：（ ）
A .真正的点电荷是不存在的．
B .点电荷是一种理想模型．
C .足够小的电荷就是点电荷．
D .一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计
2、三个相同的金属小球a、b和c，原来c不带电，而a和b带等量异种电荷，相隔一定距离放置，a、b之间的静电力为F 。现将c球分别与a、b接触后拿开，则a、b之间的静电力将变为（ ）。
A．F/2 B．F/4
C．F/8 D．3F/8
3、两个半径为0.3m的金属球，球心相距1.0m放置，当他们都带1.5×10 5 C的正电时，相互作用力为F1 ，当它们分别带+1.5×10 5 C和 1.5×10 5 C的电量时，相互作用力为F2 , 则（ ）
A．F1 = F2 B．F1 ＜F2 C．F1 ＞ F2 D．无法判断
4：两个相同的金属例小球，带电量之比为1∶7，相距为r,两者相互接触后在放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能为原来的（ ）
A. 4/7 B. 3/7
C. 9/7 D. 16/7
5.两个带同种电荷的相同金属小球(两球距离远大于小球的直径）所带电量分别为Q1，Q2，现让它们接触后再放回原处，那么它们的相互作用与原来相比（ ）
A. 可能变大 B. 可能变小
C. 可能不变 D. 以上三种都可能存在
【知能提升】
1 A、B两个点电荷，相距为r，A带有9Q的正电荷，B带有4Q的正电荷
（1）如果A和B固定，应如何放置第三个点电荷C，才能使此电荷处于平衡状态？此时对C的电性及电量q有无要求？
（2）如果A和B是自由的，又应如何放置第三个点电荷，使系统处于平衡状态？此时对第三个点电荷C的电量q的大小及电性有无要求？
2 如图，质量均为m的三个带电小球A、B、C，放置在光滑的绝缘水平面上，彼此相隔的距离为L，（L比球半径r大的多），B球带电量为QB=-3q，A球带电量为QA=6q,若在C上加一水平向右的恒力F，要使A、B、C三球始终保持L的间距运动，求
（1）F的大小？
（2）C球所带电量为多少？带何种电荷？
【学后反思】
你还能提出哪些问题？
第三节 电场强度 学案
物理学科“问题导学案”
【课题】：电场强度 【课型】问题生成解决拓展课
编写人：刘海蛟 授课人: 审核人：全体物理老师
【学习目标】
（一）知识与技能
1．知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊物质形态．
2．理解电场强度的概念及其定义式，会根据电场强度的定义式进行有关的计算，知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的．
3．能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算．
4．知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算．
（二）过程与方法
通过分析在电场中的不同点，电场力F与电荷电量q的比例关系，使学生理解比值F/q反映的是电场的强弱，即电场强度的概念；知道电场叠加的一般方法。
（三）情感态度与价值观
培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。
【重点】电场强度的概念及其定义式、电场的叠加原理、电场线、匀强电场
【难点】对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算
【知识回顾】1、电荷 2、库仑定律
【自主导学】
E=F/q是电场强度的定义式，适用于任何电场；仅适用于真空中点电荷的电场。如果有几个点电荷同时存在，它们的电场就互相叠加，形成合电场。这时某点的场强等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
一、电场强度
（一）问题导学
1、不接触的电荷是通过什么相互作用？
2、如何描述电场中一点电场的强弱？你有什么方法来比较？（合作讨论）
3、电场强度的定义式；；单位及其换算？
4、请你推导距点电荷R处电场强度的计算式？
5、电场强度的叠加遵循什么法则？
（二）典例探究
例1：如图6-1-3所示，在真空中有两个点电荷Q1＝+3.0x10－８C和Q2＝－3.0x10－8C，它们相距0.1m，求电场中A点场强．A点与两个点电荷的距离r相等， r=0.1m．
例2:在电场中某点放一检验电荷，其电量为q，检验电荷受到的电场力为F，
则该点电场强度为E=F／q，那么下列说法正确的是( )
A，若移去检验电荷q，该点的电场强度就变为零
B．若在该点放一个电量为2q的检验电荷，该点的电场强度就变为E／2
C．若在该点放一个电量为-2q的检验电荷，则该点场强的大小仍为E，但电场强度的方向变为原来相反的方向
D．若在该点放一个电量为的检验电荷，则该点场强的大小仍为E，电场强度的方向也仍为原来的场强方向
二、电场线
（一）问题导学
1、什么是电场线？如何用电场线形象描述电场？
2、请画出正点电荷、负点电荷、等量同种电荷、等量异种电荷电场线的分布。并说出有何特点？
3、什么是匀强电场？匀强电场电场线分布特点？
（二）典例探究
例3：图9－2－6中实线是一簇未标明方向的由点电荷 产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是诡计上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的时（ ）
A．带电粒子所带电荷的符号
B．带电粒子在a、b两点的受力方向
C．带电粒子在a、b两点的加速度何处较大
D．带电粒子在a、b两点的动能何处较大
例4：如图8所示,一个质量为30g带电量C的半径极小的小球,用丝线悬挂在某匀强电场中,电力线与水平面平行.当小球静止时,测得悬线与竖直夹角为30°,由此可知匀强电场方向为 ,电场强度大小为 .(g取10m/s2)
夯实基础
1. 下列关于点电荷的场强公式的几种不同的理解，不正确的是( )
A.在点电荷Q的电场中，某点的场强大小与Q成正比，与r2成反比
B.当r→0时，E→∞；当r→∞时，E→0
C.点电荷Q产生的电场中，各点的场强方向一定是背向点电荷Q
D.以点电荷Q为中心，r为半径的球面上各处的场强相等
2. 在电场中某点放入电荷量为q的正电荷时，测得该点的场强为E，若在同一点放入电荷量q′=-2q的负电荷时，测得场强为E′，则有( )
A.E′=E，方向与E相反 B.E′=2E，方向与E相同
C.，方向与E相同 D.E′=E，方向与E相同
3. 图1-3-19所示的各电场中，A、B两点场强相同的是( )
4. 在同一直线上依次有A、B、C三点，且BC=3AB，在A点固定一个带正电的小球，在B点引入电量为2．0×10-8c的试探电荷，其所受电场力为2．0×10-6N。将该试探电荷移去后，B点的场强为___________，C点的场强为______________。如果要使B点的场强为零，可能在C点放一个电量是A点处带电小球的电量的_________倍的________电荷.
5. （2007广东理科基础12）如图所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线，若带电粒子q（|Q|>>|q|）由a运动到b，电场力做正功。已知在a、b两点粒子所受电场力分别为Fa、Fb,则下列判断正确的是（ ）
A．若Q为正电荷，则q带正电，Fa>Fb
B．若Q为正电荷，则q带正电，FaC．若Q为负电荷，则q带正电，Fa>Fb
D．若Q为负电荷，则q带正电，Fa6. 如图9－2－4所示，一电子沿等量异种电荷的中垂线由 A→O→B匀速运动，电子重力不计，则电子除受电场力外，所受的另一个力的大小和方向变化情况是（ ）
A．先变大后变小，方向水平向左
B．先变大后变小，方向水平向右
C．先变小后变大，方向水平向左
D．先变小后变大，方向水平向右
7. 在X轴上有两个点电荷，一个带正电Q1，一个带负电Q2。且Q1=2Q2。用E1和E2分别表示两个电荷所产生的场强的大小，则在X轴上( )
A．E1=E2之点只有一处；该点合场强为0
B．E1=E2之点共有两处；一处合场强为0，另一处合场强为2E2
C．E1=E2之点共有三处；其中两处合场强为0，另一处合场强为2E2
D．E1=E2之点共有三处；其中一处合场强为0，另两处合场强为2E2
知能提升
1.如图1-3-23所示，绝缘细线一端固定于O点，另一端连接一带电荷量为q，质量为m的带正电小球，要使带电小球静止时细线与竖直方向成角，可在空间加一匀强电场则当所加的匀强电场沿着什么方向时可使场强最小 最小的场强多大 这时细线中的张力多大
2. 一个带正电荷的质点P放在两个等量负电荷A、B的电场中，P恰好在AB连线的垂直平分线的C点处，现将P在C点由静止释放如图6-1-11所示，设P只受电场力作用，则（ ）
A．P由C向AB连线中点运动过程中，加速度可能越来越小而速度越来越大
B．P由C向AB连线中点运动过程中，加速度可能先变大后变小，最后为零，而速度一直变大
C．P运动到与C关于AB的对称点C′静止
D．P不会静止，而是在C与C′间来回振动
3. 如图9－2－8所示，半径为R的圆环，均匀带有电量为Q的正电荷。先从环上截取△S的一小段，若△S≤R，且圆环剩余部分的电荷分布不变，则圆环剩余部分的电荷在环心O处产生的场强大小为__________,方向为_______________。如图9－2－8所示，半径为R的圆环，均匀带有电量为Q的正电荷。先从环上截取△S的一小段，若△S≤R，且圆环剩余部分的电荷分布不变，则圆环剩余部分的电荷在环心O处产生的场强大小 为__________,方向为_______________。
答案
例1解析：真空中点电荷Q1和Q2的电场在A点的场强分别为E1和E2，它们大小相等，方向如图6-1-4，合场强E，场强E1，场强E2向上平移后的矢量，三者构成一正三角形，故E与Q1Q2平行，且E＝El＝E2＝＝2.7x104N／C
例2解析：电场中某点的电场强度是由场源电荷决定，与检验电荷的有无、正负、电量的多少无关，故正确 答案为D．
答案：D
例3〖解析〗粒子的加速度大小看其所受电场力的大小，而电场力的大小由电场线的疏密决定。从电场线分布情况可设想电场是由轨迹左侧的“点电荷”产生的，从轨迹的偏向可得“点电荷”给带电离子吸引力，即a、b两点受力方向如图所示；若粒子从a向b运动从图中可得F与v的夹角大于90°角，电场力做负功、粒子动能减少，综上所述：BCD正确。
例4解析:分析小球受力,重力mg竖直向下,丝线拉力T沿丝线方向向上,因为小球处于平衡状态,还应受水平向左的电场力F.小球带负电,所受电场力方向与场强方向向反,所以场强方向水平向右.
小球在三个力作用之下处于平衡状态.三个力的合力必为零.所以
F=mgtg30°又 =mgtg30°
E=mgtg30°=
夯实基础
1、BCD 2、D 3、C 4、100N/q，6.25N/q，9，正 5、A 6、B 7、B
知能提升
1、小球受到重力G、绳的拉力T、电场力F三个力作用，根据平衡条件可知，拉力T与电场力F的合力必与重力G等值反向因为拉力T的方向确定，F与T的合力确定，当电场力F垂直悬线时最小,场强也最小.，此时绳中张力T=mgcosа
2、ABD 3、 沿△S与O的连线指向△S
物理学科“问题导学案”
【课题】：电势能和电势 【课型】问题生成解决拓展课
编写人：刘海蛟 授课人: 审核人：全体物理老师
【学习目标】
（1） 知识与技能
1、理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。
2、理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。
（二）过程与方法
通过与前面知识的结合，理解电势能与静电力做的功的关系，从而更好的了解电势能和电势的概念。
（三）情感态度与价值观
尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题，增强科学探究的价值观。
【重点】理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。
【难点】掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。
【知识回顾】1、功 2、重力做功与重力势能变化的关系
【自主导学】1、类比电场和重力场中力的情况、能量的情况、电势和高度看是否有相似之处？ 2、注意电场中几种特殊的电场线和等势面，分析其场强和电势情况。
一、静电力做功的特点：
二、电势能：
1、静电力做负功， （填电势能怎样变化）
2、静电力做正功， （填电势能怎样变化）
3、在正电荷产生的电场中，正电荷在任意一点具有的电势能都为 ，负电荷在任
一点具有的电势能都为 。
4、在负电荷产生的电场中，正电荷在任意一点具有的电势能都为 ，负电荷在任意一点具有的电势能都为 。
5、电荷在电场中某一点A具有的电势能EP等于将该点电荷由A点移到 电场力所做的功W的。即EP=W
6、若要确定电荷在电场中的电势能，应先规定 的零位置。
三、电势
1、电势表征 的重要物理量度。
2、单位
3、定义
4、公式
5、电势与电场线的关系
6、零电势位置的规定
四、等势面
1、定义：
2、等势面的性质：
①．在同一等势面上各点电势 ，所以在同一等势面上移动电荷，电场力 功
②．电场线跟等势面一定 ，并且由电势 的等势面指向电势 的等势面。
③．等势面越密，电场强度
④．等势面不 ，不
3、等势面的用途：
4、几种电场的电场线及等势面
①等量同种电荷连线和连线的中垂线上
连线上：中点电势
中垂线上：由中点到无穷远电势 ，无穷远电势
②等量异种电荷连线上和连线的中垂线上
连线上：由正电荷到负电荷电势逐渐减小。
中垂线上：各点电势相等且都等于零。
【夯实基础】
1、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6J的功，那么 ( )
A．电荷在B处时将具有5×10－6J 的电势能
B．电荷在B处将具有5×10－6J 的动能
C．电荷的电势能减少了5×10－6J
D．电荷的动能增加了5×10－6J
2、如图1所示，a、b为某电场线上的两点，那么以下的结论正确的是 （ ）
A．把正电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能减少
B．把正电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加
C．把负电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能增加
D． 从a到b电势逐渐降低
3、有关电场中某点的电势，下列说法中正确的是（ ）
A、由放在该点的电荷所具有的电势能的多少决定
B、由放在该点的电荷的电量多少来决定
C、与放在该点的电荷的正负有关
D、是电场本身的属性，与放入该点的电荷情况无关
4、关于等势面正确的说法是（ ）
A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功
B．等势面上各点的场强大小相等
C．等势面一定跟电场线垂直
D．两等势面不能相交
5、一个点电荷，从静电场中的a点移至b点，其电势能的变化为零，则（ ）
A．a、b两点的场强一定相等
B．该电荷一定沿等势面移动
C．作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的
D．a、b两点的电势相等
【知能提升】
1、将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J的功，则
（1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？
（2）如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？
（3）如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？
2、在匀强电场中有a、b、c三点，位置关系如图所示，其中ab=√3 cm，bc=1cm已知电场线与abc三点所在的平面平行,若将电量为-2×10－８C的点电荷从a 移到b，电场力不做功，而把该电荷从a移到c，电场力做功为1.8×10－７J
(1)画出通过 a、b、c 三点的电场线
(2)求该匀强电场的电场强度
学后反思：
你还能提出哪些问题？
物理学科“问题导学案”
【课题】：电势差 【课型】问题生成解决拓展课
编写人：刘海蛟 授课人: 审核人：全体物理老师
【学习目标】
1、掌握电势差的概念。会应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。
2、通过类比法教学，使学生理解电势差的概念；应用所学知识推导静电力做功与电势差的关系式。
3、培养对比学习的学习方法，培养逻辑思维能力。
【重点】应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。
【难点】应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。
【知识回顾】1、电势能 2、电势
【自主导学】
对比高度差与电势差，谈谈你对电势差的认识。
1．选择不同位置作为电势零点，电场中某点电势的数值会________ ，但电场中某两点间电势的差值却________ ，电场中两点间电势的差值叫做________ ，也叫________ ，表达式____________________ ．
2．静电力对电荷q做功与电势差的关系
3、电场中两点的电势差，由 决定，与在这两点间移动电荷的电荷量、电场力做功的多少无关．在确定的电场中，即便不放入电荷，任何两点间的电势差都有确定的值，不能认为UAB与WAB成正比，与q成反比．只是可以利用WAB、q来测量A、B两点电势差UAB．
【夯实基础】：
1．带正电荷的小球只受到电场力作用，把它从静止释放后，它在任意一段时间内 ( )
A．一定沿电场线由高电势处向低电势处运动
B．一定沿电场线由低电势处向高电势处运动
C．不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动
D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动
2．如图1－5－2所示，B、C、D三点都在以点电荷十Q为圆心的某同心圆弧上，将一试探电荷从A点分别移到B、C、D各点时，电场力做功大小比较 ( )
A．WAB>WAC B．WAD>WAB
C．WAC＝WAD D．WAB＝WAC
3．一电荷量为＋2×10C的点电荷在外力作用下，从静电场中的a点运动到b点，在这个过程中电场力对点电荷做功为8×10J，若a点电势为a，b点电势为b，则下列结论中正确的是 ( )
A．可以判定a-b＝400 V B．可以判定a-b＝-400 V
C．a-b可能等于零 D．不能判断a-b的值
4．电场中有A、B两点，把某点电荷q从A点移到B点的过程中，电场力对该电荷做了负功，则下列说法正确的是 ( )
A．该电荷是正电荷，则电势能减少
B．该电荷是正电荷，则电势能增加
C．该电荷是负电荷，则电势能增加
D．电荷的电势能增加，但不能判定是正电荷还是负电荷
5．如图1－5－3所示，实线为电场线，虚线为等势线，且相邻两等势线间的电势差相等．一正电荷在2上时，具有动能20 J，它运动到等势线1上时，速度为零，令2＝0，那么该电荷的电势能为4J时其动能大小为 ( )
A．16 J B．10 J C．6 J D．4 J
6．如图1—5－5所示的电场中，将2C的正电荷分别由A、C两点移动
到B点时，电场力所做的功分别是30 J、-6 J，如果取B点为零电势点，
A、C两点的电势分别是A＝____________ V，C＝______________ V，
AC间的电势差UAC＝____________________ V．
7．在电场中把电荷量为2.0×10C的正电荷从A点移到B点，静电力做功为-1. 5×10J，再把电荷从B点移到C点，静电力做功为4.0×10J．
(1) A、B、C三点中哪点的电势最高 哪点的电势最低
(2) A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多大
(3) 把－1.5×10C的电荷从A点移到C点，静电力做多少功
【知能提升】：
1．对于电场中A、B两点，下列说法正确的是 （ ）
A．电势差的定义式UAB＝WAB／q，说明两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比
B．A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点电场力所做的功
C．将l C电荷从A点移到B点，电场力做1 J的功，这两点间的电势差为1 V
D．电荷由A点移到B点的过程中，除受电场力外，还受其他力的作用，电荷电势能的变化就不再等于电场力所做的功
2．(2005年上海高考)在场强大小为E的匀强电场中，一质量为m，带电荷量为+q的物体以某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为0.8qE／m，物体运动s距离时速度变为零，则 ( )
A．物体克服电场力做功qEs
B．物体的电势能减少了0.8qEs
C．物体的电势能增加了qEs
D．物体的动能减少了0.8qEs
3．如图1－5－7所示，在粗糙水平面上固定一点电荷Q，在M点无初速释放一带有恒定电荷量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止，则从M点运动到N点的过程中（ ）
A．小物块所受电场力逐渐减小
B．小物块具有的电势能逐渐减小
C．M点的电势一定高于N点的电势
D．小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功
4．电场中某一电场线为一直线，线上有A、B、C三个点，把电荷q1＝10C从B点移到A点时电场力做了10J的功；电荷q2＝-10C，在B点的电势能比在C点时大10J ，那么：
(1) 比较A、B、C三点的电势高低，由高到低的排序是___________ ；
(2) A、C两点间的电势差是__________________ V；
(3) 若设B点的电势为零，电荷q2在A点的电势能是____________ J．
5．在电场中有A、B两点，它们的电势分别为A＝-100V，B＝200 V，把电荷量q＝-2.0×10C的电荷从A点移动到B点，是电场力做功还是克服电场力做功 做了多少功
6．如图1—5—8所示，将一质量为m，电荷量为+g的小球固定在绝缘杆的一端，杆的另一端可绕通过O点的固定轴转动，杆长为L，杆的质量忽略不计，杆和小球置于场强为E的匀强电场中，电场方向如图所示，将杆拉至水平位置OA，在此处将小球自由释放，求杆运动到竖直位置OB时小球的动能及小球电势能的变化．
【学后反思】：
你还能提出哪些问题？
参考答案
自主学习：不相等 相等 电势差 电压 UAB＝A－B WAB＝qUAB
夯实基础：1.C 2.CD 3.A 4.D 5.C 6.15 、 －3 、 18
7.(1)B最高 C最低 （2）UAB＝－75V UBC＝200V UAC＝125V (3)－1.875×10J
知能提升：1.C 2.ACD 3.ABD
4.(1) C> B >A （2）20 (3)1.0×10
5、 电场力做正功 6.0×10J
6.(mg+qE)L qEL
物理学科“问题导学案”
【课题】：电势差与电场强度的关系【课型】问题生成解决拓展课
编写人：刘海蛟 授课人: 审核人：全体物理老师
【学习目标】
1、理解匀强电场中电势差与电场强度的关系U=Ed,并能推导出这个关系式。
2、会用关系式U=Ed进行计算。
3、通过分析寻找物理量之间的内在联系,培养分析、推理能力。
4、通过从不同角度认识电场强度与电势、电势差的关系，使我们在遇到具体问题时要注意分析，不要武断地下结论，养成多角度多方面看问题的学习品质。
【重点】场强与电势差关系的理解及应用。U=Ed及其成立条件。
【难点】电势与场强无直接的关系；会用关系式U=Ed进行有关的计算
【知识回顾】1、电场强度 2、电势差
【自主导学】
以等量同种电荷的电场和等量异种电荷电场为例试分析它们连线以及连线中垂线上的场强和电势情况。
1、电势差与电场强度：在匀强电场中两点间的电势差等于_____________与这两点沿__________方向上距离的乘积．
2、电场强度与电势差：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的_____________与两点沿___________方向距离的比值，公式E＝___________，单位___________．
3、如图所示将电荷量为q的电荷由A移动到B点,AB间距离为d,场强为E, AB两点间电势差为UAB,
（1）求电场力的功。
(2)推导U和E的关系.
【典例赏析】：
例1如图14－69所示，平行直线表示电场线，但未标方向，带电量为—10-2C的微粒在电场中只受电场力作用，由A点移到B点，动能损失0.1J，若A点电势为－10V，则（ ）
A．B点的电势为0V
B．电场线方向从右向左
C．微粒的运动轨迹可能是轨迹1
D．微粒的运动轨迹可能是轨迹2
例2如图14－66所示，A、B两点相距10cm，E＝100V/m，AB与电场线方向夹角θ＝120°，求AB两点间的电势差．
例3如图14－84所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C点，质量为m，带电量为－q的有
求：(1)小球由A到B过程中电场力做的功．(2)A、C两点的电势差．
【夯实基础】
1．下述关于匀强电场的结论错误的是（ ）
A．公式E＝F／q也适用于匀强电场
B．根据U＝Ed可知，任意两点的电势差与这两点的距离成正比
C．匀强电场的场强值等于沿场强方向每单位长度上的电势差值
D．匀强电场的场强方向总是跟电荷所受电场力的方向一致
2．关于静电场的说法中正确的是（ ）
A．在匀强电场中，任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比
B．在匀强电场中，电势降低的方向就是场强的方向
C．电荷在等势面上移动时不受电场力
D．若电场力对电荷作正功，电荷的电势能一定减小，而动能不一定增加
3．电场中有一条直线，在直线上有M、N两点，若将一试探电荷Q从直线外的P点分别移到M、N两点，电场力对Q做功相等，则 ( )
A．该电场若是匀强电场，则M、N连线一定与电场线平行
B．该电场若是匀强电场，则M、N连线—定与电场线垂直
C．该电场若是由一个点电荷产生的，则M、N两点的电势和场强都相同
D．该电场若是由一个点电荷产生的，则M、N两点的电势相等，电场强度不同
4．如图1—6—8中，a、b、c、d、e五点在一直线上，b，c两点间的距离等于d、e两点间的距离．在a点固定放置一个点电荷，带电荷量为+Q，已知在+Q的电场中b、c两点间的电势差为U，将另一个点电荷+q从d点移动到e点的过程中，下列说法正确的是 ( )
A．电场力做功qU B．克服电场力做功qU
C．电场力做功大于qU D．电场力做功小于qU
5．已知空气的击穿电场强度为2×106 V／m，测得某一次闪电，设闪电的火花路径为直线，其火花长为1000m，则发生这次闪电时，放电路径两端的电势差U＝ V，若这次闪电通过的电荷量为30C，则释放的能量W＝ J．
6．图1—6—9中的实线为电场线，虚线为等势线，a、b两点的电势＝-50 V，＝-20 V，则a、b连线中点c的电势应为 ( )
A．＝-35 V B．>-35 V
C．<-35 V D．条件不足，无法判断的高低
7．如图1—6—10所示，在电场强度E＝2000 V／m的匀强电场中，有三点A、M和B，AM＝4 cm，MB＝3 cm，AB＝5 cm，且AM边平行于电场线，把一电荷量q＝2×10-9C的正电荷从B移到M点，再从M点移到A点，电场力做功为 ( )
A．0.6×10-6J B．0.12×10-6J
C．-0.16×10-6J D．-0.12×10-6J
【知能提升】
1．在水深超过200 m的深海,光线极少，能见度极低，有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出生物电来获取食物并威胁敌害、保护自己．该电鳗的头尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度达到104N／C时可击昏敌害，身长为50 cm的电鳗，在放电时产生的瞬时电压大约可达 V．
2．为使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速地由A运动到B，必须对该电荷施加一个恒力F，如图1—6—11所示．若AB＝0.4 m，α＝370，q＝-3×10-7C，F＝1.5×10-4N，A点电势＝100 V(不计重力，sin 370=0.6，cos370＝0.8)
(1) 在图中用实线画出电场线，用虚线画出通过A、B两点的等势线，并标明它们的电势值，求出场强和AB间的电势差。
(2) 求q在由A到B的过程中电势能的变化量是多少？
【学后反思】
你还能提出哪些问题？
参考答案
例一、D
例二、UAB=—50V
例三、W=5/2 mgh,UAC=—mgh/2q
夯实基础：
1、B 2、D 3.BD 4.D 5.2×10 6×10 6.B 7.C
知能提升：1、5000
2、(1) 图略 E= 5×10V/m UAB= -60V (2)4.8×10J
物理学科“问题导学案”
【课题】：静电现象的应用 【课型】问题生成解决拓展课
编写人：刘海蛟 授课人: 审核人：全体物理老师
【学习目标】
1、 理解静电感应现象,知道静电平衡条件；
2、 理解静电屏蔽
【重点】静电现象的应用。
【难点】静电感应现象的解释。
【自主导学】
我们通过前面的学习知道，放入电场中的电荷受到电场力的作用，而我们又知道金属导体中存在自由电子，把导体放入电场中会产生什么现象
将一金属导体放入场强为E0的匀强电场中，分析自由电子在电场中的移动情况
一、静电平衡状态下的电场：
1、静电平衡条件：
2、导体达到静电平衡特点：
①
②
③
二、尖端放电
1、 解释：
2、 应用：
三、静电屏蔽
1、理解：处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零。因此，可利用金属外壳或金属网封闭某一区域不在受外界电场的影响，这一现象称静电屏蔽
2、两种情况：
①金属内部空间不受壳外部电场的影响
②接地的封闭的导体壳内部电场对壳外空间没有影响
回顾小结
本节课主要学习有静电平衡知识,静电平衡特点要掌握,静电屏蔽,尖端放电要有所了解.
四、探究：
生活中我们见到的那些带静电的现象是有益的，我们是怎样利用的？
五、学后反思：
六、你还能提出哪些问题？
夯实基础
1.带电量分别为+Q和-Q的两个点电荷相距为R，在两点之间放入一个不带电的导体棒，如图当导体达到静电平衡后，感应电荷在两点连线中点处产生的场强大小和方向？内部的合场强有什么特点，如果棒的中间是空的，合场强又如何
2.如图所示,在孤立点电荷+Q的电场中,金属圆盘A处于静电平衡状态.若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内,试在圆盘A内作出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线 (用实线表示,要求严格作图)
物理学科“问题导学案”
【课题】：电容器与电容 【课型】问题生成解决拓展课
编写人：刘海蛟 授课人: 审核人：全体物理老师
【学习目标】
1．知识目标
①知道什么是电容器以及常用的电容器。
②理解电容器的电容概念及其定义，并能用来进行有关的计算。
③知道公式及其含义，知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。
④会对平行板电容器问题的动态分析。
2．能力目标
①知道利用比值法定义物理量。
②学会在实验中用控制变量法，提高综合运用知识的能力。
3．情感目标
结合实际，激发学习物理的兴趣。
【重点】电容的概念。
【难点】电容的定义和引入。 对平行板电容器的动态分析。
【温故】电场强度、电势能、电势、电场线、等势面
【自主导学】
1．两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质，就组成一个最简单的电容器，叫做___________．实际上，任何两个__________________ 又_______________ 的导体，都可以看成一个电容器．
2．电容器________________与电容器________________的比值，叫做电容器的电容．表
达式C＝______，国际单位制中单位__________，简称____________ ，符号________________．
常用较小单位 lμF＝________F，l pF＝________F．电容是表示电容器____ ____ 的物理量．
3．平行板电容器极板正对面积为S，极板间距为d，当两极板间是真空时，电容C _________，当两极板间充满相对介电常数为εr，的电介质时，电容C ________________．
4．常用电容器从构造上看，可分为________________和________________ 两类．常用的固定电容器有______________和_________________ ．
典例精析：
例1：有一充电的平行板电容器，两板间电压为3 V，使它的电荷量减少3×l0-4C，于是电容器两极板间的电压降低1/3，此电容器的电容量 μF，电容器原来的带电荷量是 C，若把电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容量是 μF．
例2：当一个电容器所带电荷量为Q时，两极板间的电势差为U，如果所带电荷量增大为2Q，则 ( )
A．电容器的电容增大为原来的2倍，两极板间电势差保持不变
B．电容器的电容减小为原来的1／2倍，两极板间电势差保持不变
C．电容器的电容保持不变，两极板间电势差增大为原来的2倍
D．电容器的电容保持不变，两极板间电势差减少为原来的1／2倍
点评：电容器的电容是用比值法定义的，本章中学过的用比值法定义的物理量还有：电场强度、电势差，以前学过的用比值法定义的物理量有：压强、密度等．从中了解在物理学中是怎样来表征事物的某一特性或属性的．
例3 (2000年全国高考试题) 对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是( )
A．将两极板的间距加大，电容将增大
B．将两极扳平行错开，使正对面积减小，电容将减小
C．在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大
D．在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大
点评： 这是一道关于电容器的电容的基本题，电容器的电容是由本身的结构来决定的．空气的介电常数接近于1，其它各种绝缘体的介电常数都大于1，所以空气电容中插入任何绝缘体，其电容都增大．
例4连接在电池两极上的平行板电容器，当两极板间的距离减小时，则（ ）
A．电容器的电容C变大
B．电容器极板的带电荷量Q变大
C．电容器两极板间的电势差U变大
D．电容器两极板间的电场强度E变大
例5 如图所示，两板间距为d的平行板电容器与一电源连接，开关S闭合，电容器两板间的一质量为m，带电荷量为q的微粒静止不动，下列各叙述中正确的是 （ ）
A．微粒带的是正电
B．电源电动势的大小等于
C．断开开关S，微粒将向下做加速运动
D．保持开关S闭合，把电容器两极板距离增大，将向下做加速运动
例6(1997年上海市高考试题) 如图所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔M和N，今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N在同一竖直线上)，空气阻力忽略不计，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回，若保持两极板间的电压不变，则 （ ）
A．把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回
B．把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落
C．把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回
D．把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落
夯实基础
1．下列关于电容器和电容的说法中，正确的是 ( )
A．根据C=Q／U可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比
B．对于确定的电容器，其所带的电荷量与两板间的电压(小于击穿电压且不为零)成正比
C．无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压比值恒定不变
D．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关
2．如图1—7—5所示，在开关S闭合时，质量为m的带电液滴处于静止状态，那么，下列判断正确的是 ( )
A．开关S断开，极板上电荷量将减小，电压降低
B．开关S断开，极板间距离减小，则极板上电荷量减小
C．开关S断开．极板间距离减小，则极板间的电压减小
D．开关S断开，极板间距离减小，则带电液滴向下运动
3．如图l—7—6中，是描述电容C、带电荷量Q、电势差U之间的相互关系的图线，对于给定的电容器，关系正确的是 ( )
4．电容器A的电容比电容器B的电容大，这表明 ( )
A．A所带的电荷量比B多
B．A比B有更大的容纳电荷的本领
C．A的体积比B大
D．两电容器的电压都改变1 V时，A的电荷量改变比B的大
5．如图1—7—7所示，先接通S使电容器充电，然后断开S．当增大两极板间距离时，电容器所带电荷量Q、电容C、两板间电势差U，电容器两极板间场强E的变化情况是 ( )
A．Q变小，C不变，U不变，E变小
B．Q变小，C变小，U不变，E不变
C．Q不变，C变小，U变大，E不变
D．Q不变，C变小，U变小，E变小
6．平行金属板A、B组成的电容器，充电后与静电计相连，如图1—7—8，要使静电计指针张角变大．下列措施中可行的是 ( )
A．A板向上移动
B．B板向右移动
C．A、B之间插入电介质
D．使两板带的电荷量减小
知能提升
1．如图1—7—9所示，A、B是平行板电容器的两个极板，B板接地，A板带有电荷量+Q，板间电场中有一固定点P，若将B板固定，A板下移一些；或者将A板固定，B板上移一些，在这两种情况下，以下说法中正确的是 ( )
A．A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势不变
B．A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势升高
C．B板上移时，P点的电场强度不变，P点电势降低
D．B板上移时，P点的电场强度减小，P点电势降低
2．一个平行板电容器，当其电荷量增加ΔQ＝1.0×10-6C时，两板间的电压升高ΔU＝10 V，则此电容器的电容C＝ F．若两板间电压为35 V，此时电容器的带电荷量Q＝ C.
3．平行板电容器两板间距为4cm，带电5.0×10-8C，板间电场强度为4.5×104N／C，则其电容C＝ F，若保持其他条件不变而使两板正对面积减为原来的1/4，则其电容变为 ．
4．如图l—7—10所示，平行放置的金屑板A、B组成一只平行板电容器，对以下两种情况：
(1)保持开关S闭合，使A板向右平移错开一些；
(2)S闭合后再断开，然后使A板向上平移拉开些．
讨论电容器两扳间的电势差U、电荷量Q、板间场强E的变化情况．
5．如图1—7—11中．下列几种电路情况中有无电流 若有电流，电阻R上电流方向如何
①合上开关S瞬间；
②合上S后又将电容器C的两板距离增大．
学后反思：
你还能提出哪些问题？
参考答案
自主学习：1.平板电容器 、 彼此绝缘 、 相互靠近、 2.带电荷量Q 、 两板间电压U 、 Q/U、 法拉 、 法、 F、10、10、容纳电荷本领 3.固定电容、可变电容、电解质电容
例1解析：①电容器两极板间电势差的变化量为
，由有
②设电容器原来带电荷量为Q，则Q＝CU＝1.5×10-4×3＝4.5×10-4C.
③电容器的电容是由电容器本身因素决定的，与是否带电、带多少电荷量无关，所以电容器放掉全部电荷后，电容仍然是150μF．
例2解析：本题考查对电容器电容定义式的理解，应明确：对某一电容器而言，其电容的大小，决定于它的结构，与其所带的电荷量及两极板间的电势差无关．
由于电容器的内部结构不变，故其电容也不变．由电容的定义式C＝Q/U可知，当所带的电荷量增大为2Q时，两极板间的电压也相应增大为2U，故本题应选C．
例3解析：根据，影响平行板电容器的电容大小的因素有：①正对面积增大，电容增大；②两板间距增大，电容减小；③两板间放入电介质，电容增大；④两板间放入金属板，相当于减小平行板的间距，电容增大．所以选项B、C、D正确．
例4解析：这是一道考查对电容器的有关物理量理解的问题．平行板电容器的电容，当两极板间的距离d减小时，C增大，由于两极板连接在电池两极上，则两极板间的电势差U保持不变，电容器所带电荷量变大，两极板间的电场强度 变大．选项A、B、D正确．
例5解析： 粒子受重力和向上电场力作用而静止，两板间的电场方向向下，所以粒子带负电；由于粒子处于平衡状态时有，电源电动势；断开开关S，电容器的带电荷量不变，根据，极板间电场没有改变，微粒仍将静止不动；保持开关闭合，电容器两极板间电压不变，两极板的距离增大，根据得极板间电场的电场强度变小，微粒将向下做加速运动．所以选项B、D正确．
例6解析：平行金属板与电源两极相连，则两极板间电势差U保持不变．带电质点由P运动到N的过程中，重力做功与电场力做相等．
若把A板向上平移一小段距离，质点速度为零的位置仍为N孔，且能返回；若把A板向下平移一小段距离，质点速度为零的位置仍为N孔，且能返回．
若把B板向上平移一小段距离，质点速度为零的位置在N孔之上，且能返回；若把B板向下平移一小段距离，质点到达N孔时将在一竖直向下的速度，即将穿过N孔继续下落．所以选项A、C、D正确．
夯实基础：1.BCD 2.C 3.AD 4.BD 5.C 6.AB
知能提升：1、AC 2、1.0×10 3.5×10 3、28pF 7pF
4、 (1)U保持不变、Q变小、E不变 （2）Q不变、E不变、U增大
5、（1）从A经R到B （2）由B经R到A
物理学科“问题导学案”
【课题】：带电粒子在电场中的运动 【课型】问题生成解决拓展课
编写人：刘海蛟 授课人: 审核人：全体物理老师
【学习目标】
（一）知识与技能
1、理解带电粒子在电场中的运动规律，并能分析解决加速和偏转方向的问题．
2、知道示波管的构造和基本原理．
（二）过程与方法
通过带电粒子在电场中加速、偏转过程分析，培养学生的分析、推理能力
（三）情感、态度与价值观
通过知识的应用，培养学生热爱科学的精神
【重点】带电粒子在匀强电场中的运动规律
【难点】运用电学知识和力学知识综合处理偏转问题
【自主导学】
1．利用电场来改变或控制带电粒子的运动，最简单情况有两种，利用电场使带电粒子________；利用电场使带电粒子________．
2．示波器：示波器的核心部件是_____________，示波管由电子枪、_____________和荧光屏组成，管内抽成真空．
精读：
1．带电粒子的加速
(1)动力学分析：带电粒子沿与电场线平行方向进入电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做加(减)速直线运动，如果是匀强电场，则做匀加(减)速运动．
(2)功能关系分析：粒子只受电场力作用，动能变化量等于电势能的变化量．
(初速度为零)； 此式适用于一切电场．
2．带电粒子的偏转
(1)动力学分析：带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场中，受到恒定的与初速度方向成900角的电场力作用而做匀变速曲线运动 (类平抛运动)．
(2)运动的分析方法(看成类平抛运动)：
①沿初速度方向做速度为v0的匀速直线运动．
②沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动．
典例赏析：
例1如图1—8—1所示，两板间电势差为U，相距为d，板长为L．—正离子q以平行于极板的速度v0射入电场中，在电场中受到电场力而发生偏转，则电荷的偏转距离y和偏转角θ为多少
例2两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，如图1—8—3所示，OA＝h，此电子具有的初动能是 ( )
A． B．edUh
C． D．
例3一束质量为m、电荷量为q的带电粒子以平行于两极板的速度v0进入匀强电场，如图1—8—4所示．如果两极板间电压为U，两极板间的距离为d、板长为L．设粒子束不会击中极板，则粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量为 ．(粒子的重力忽略不计)
例4如图1—8－5所示，离子发生器发射出一束质量为m，电荷量为q的离子，从静止经加速电压U1加速后，获得速度，并沿垂直于电场线方向射入两平行板中央，受偏转电压U2作用后，以速度离开电场，已知平行板长为，两板间距离为d，求：
①的大小；
②离子在偏转电场中运动时间；
③离子在偏转电场中受到的电场力的大小F；
④离子在偏转电场中的加速度；
⑤离子在离开偏转电场时的横向速度；
⑥离子在离开偏转电场时的速度的大小；
⑦离子在离开偏转电场时的横向偏移量y；
⑧离子离开偏转电场时的偏转角θ的正切值tgθ
解题的一般步骤是：
(1)根据题目描述的物理现象和物理过程以及要回答问题，确定出研究对象和过程．并选择出“某个状态”和反映该状态的某些“参量”，写出这些参量间的关系式．
(2)依据题目所给的条件，选用有关的物理规律，列出方程或方程组，运用数学工具，对参量间的函数关系进行逻辑推理，得出有关的计算表达式．
(3)对表达式中的已知量、未知量进行演绎、讨论，得出正确的结果．
夯实基础：
1．如图l—8—6所示，电子由静止开始从A板向B板运动，当到达B板时速度为v，保持两板间电压不变．则 ( )
A．当增大两板间距离时，v也增大
B．当减小两板间距离时，v增大
C．当改变两板间距离时，v不变
D．当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间延长
2．如图1—8—7所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出，现在使电子入射速度变为原来的两倍，而电子仍从原位置射入，且仍从正极板边缘飞出，则两极板的间距应变为原来的 ( )
A．2倍 B．4倍
C．0.5倍 D．0.25倍
3．电子从负极板的边缘垂直进入匀强电场，恰好从正极板边缘飞出，如图1—8—8所示，现在保持两极板间的电压不变，使两极板间的距离变为原来的2倍，电子的入射方向及位臀不变，且要电子仍从正极板边缘飞出，则电子入射的初速度大小应为原来的（ ）
A． B． C． D．2
4．下列带电粒子经过电压为U的电压加速后，如果它们的初速度均为0，则获得速度最大的粒子是 ( )
A．质子 B．氚核 C．氦核 D．钠离子Na＋
5．真空中有一束电子流，以速度v、沿着跟电场强度方向垂直．自O点进入匀强电场，如图1—8—9所示，若以O为坐标原点，x轴垂直于电场方向，y轴平行于电场方向，在x轴上取OA＝AB＝BC，分别自A、B、C点作与y轴平行的线跟电子流的径迹交于M、N、P三点，那么：
(1)电子流经M，N、P三点时，沿x轴方向的分速度之比为 ．
(2)沿y轴的分速度之比为 ．
(3)电子流每经过相等时间的动能增量之比为 ．
6．如图1—8—10所示，—电子具有100 eV的动能．从A点垂直于电场线飞入匀强电场中，当从D点飞出电场时，速度方向跟电场强度方向成1 500角．则A、B两点之间的电势差UAB＝ V．
知能提升：
1．静止在太空中的飞行器上有一种装置，它利用电场加速带电粒子形成向外发射的高速电子流，从而对飞行器产生反冲力，使其获得加速度．已知飞行器质量为M，发射的是2价氧离子．发射离子的功率恒为P，加
速的电压为U，每个氧离子的质量为m．单位电荷的电荷量为e．不计发射氧离子后飞行器质量的变化，求：
(1)射出的氧离子速度．(2)每秒钟射出的氧离子数．(离子速度远大于飞行器的速度，分析时可认为飞行器始终静止不动)
2．如图1—8—12所示，一个电子(质量为m)电荷量为e，以初速度v0沿着匀强电场的电场线方向飞入匀强电场，已知匀强电场的场强大小为E，不计重力，问：
(1)电子在电场中运动的加速度．
(2)电子进入电场的最大距离．
(3)电子进入电场最大距离的一半时的动能．
3．如图1—8—13所示，A、B为两块足够大的平行金属板，两板间距离为d，接在电压为U的电源上．在A板上的中央P点处放置一个电子放射源，可以向各个方向释放电子．设电子的质量m、电荷量为e，射出的初速度为v．求电子打在B板上区域的面积．
4. 如图1—8—1 4所示一质量为m，带电荷量为+q的小球从距地面高h处以一定初速度水平抛出，在距抛出点水平距离处，有一根管口比小球直径略大的竖直细管，管上口距地面h/2，为使小球能无碰撞地通过管子，可在管子上方的整个区域里加一个场强方向水平向左的匀强电场，求：
(1)小球的初速度v0.
(2)电场强度E的大小．
(3)小球落地时的动能Ek．
学后反思：
你还能提出哪些问题？
参考答案
自主学习：
1.加速、偏转 2.示波管、偏转电板
例1 解析：电荷在竖直方向做匀加速直线运动，受到的力F＝Eq＝Uq/d
由牛顿第二定律，加速度a = F/m = Uq/md
水平方向做匀速运动，由L = v0t得t = L/ v0
由运动学公式可得：
带电离子在离开电场时，竖直方向的分速度：v⊥
离子离开偏转电场时的偏转角度θ可由下式确定：
电荷射出电场时的速度的反向延长线交两板中心水平线上的位置确定：如图所示，设交点P到右端Q的距离为x，则由几何关系得：
电荷好像是从水平线OQ中点沿直线射出一样，
注意此结论在处理问题时应用很方便．
例2解析：电子从O点到A点，因受电场力作用，速度逐渐减小，根据题意和图示可知，电子仅受电场力，由能量关系：，又E＝U／d，，所以 . 故D正确．
例3分析：带电粒子在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀加速运动．电场力做功导致电势能的改变．
解析：水平方向匀速，则运动时间t ＝L/ v0 ①
竖直方向加速，则侧移 ②
且 ③
由①②③得
则电场力做功
由功能原理得电势能减少了
例4解析：①不管加速电场是不是匀强电场，W＝qU都适用，所以由动能定理得：
②由于偏转电场是匀强电场，所以离子的运动类似平抛运动．
即：水平方向为速度为v0的匀速直线运动，竖直方向为初速度为零的匀加速直线运动．
∴在水平方向
③ F=qE=
④
⑤
⑥
⑦（和带电粒子q、m无关，只取决于加速电场和偏转电场）
夯实基础：
1.CD 2.C 3.B 4.A
5.111 123 135
6.300V
知能提升：
1.(1)2 (2)
2.(1) (2) (3)
3.
4.(1) (2)E= (3)
图6-1-3
图9－2－6
图1-3-19
图9-2－4
图1-3-23
图9－2－8
图6-1-4
图1－5－7
图1－5－8
图1—6—8
图1—6—9
图1—6—10
图1—6—11
＋Q
-Q
O
·
.
+Q
.
A
K
m
d
d
P
M
N
B
A
图1—7—5
图l—7—6
图l—7—7
图l—7—8
图l—7—9
图l—7—10
图l—7—11
图1—8—4
图1—8－5
图1—8－7
图1—8－8
图1—8－9
图1—8—10
图1—8—12
图1—8—13
图1—8—14
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选修3-1第一章静电场物理学科“问题导学案”
【课题】：《电荷及其守恒定律》 【课型】问题生成解决拓展课
编写人：刘海蛟 授课人: 审核人：全体物理老师
【学习目标】
1知道两种电荷及其相互作用。
2知道三种使物体带电的方法及带电本质
3知道电荷守恒定律
4知道什么是元电荷、比荷、电荷量、静电感应的概念
【学习方法和策略】
1. 物理学螺旋式递进的学习方法。
2. 由现象到本质分析问题的方法。
【重点】电荷守恒定律
【难点】利用电荷守恒定律分析解决相关问题
【自主导学】
生活中我们见到的现象中那些带静电的现象是有益的，那些是对我们是有害的？家用电器是如何防止金属外壳带电的？
一、电荷
1．自然界中两种电荷：
2．电荷及其相互作用：
3．使物体带电的方法
实质是
二、电荷守恒定律：
1. 内容：
。
三、几个基本概念：
1.电荷量
2.元电荷
3.比荷
4感应起电：
四、夯实基础
1．有三个完全一样的绝缘金属球，A球带的电荷量为q，B、C均不带电。现要使B球带的电荷量为3q/8，应该怎么办？
2．把两个完全相同的金属球A和B接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则A、B两球原来的带电情况可能是（ ）
A．带有等量异种电荷
B．带有等量同种电荷
C．带有不等量异种电荷
D．一个带电，另一个不带电
3．如图所示，A、B是被绝缘支架分别架起的金属球，并相隔一定距离，其中A带正电，B不带电，则以下说法中正确的是（ ）
A B
A．导体B带负电
B．导体B左端出现负电荷，右端出现正电荷，并且电荷量大小相等
C．若A不动，将B沿图中虚线分开，则两边的电荷量大小可能不等，与如何分有关
D．只要A与B不接触，B的总电荷量总是为零
4．下列说法中正确的是（ ）
A．正、负电荷最早由美国科学学家富兰克林命名
B．元电荷电荷量的大小最早由美国物理学家密立根测得
C．元电荷就是电子
D．元电荷是表示跟电子或质子所带电量大小相等的电荷量
E．在上题图中若A向B逐渐靠近，在B左端和右端的电荷量大小始终相等并且连续变化
五．知能提升：
1．将不带电的导体A和带有负电荷的导体B接触后，在导体A中的质子数（ ）
A．增加 B．减少
C．不变 D．先增加后减少
2．用一根跟毛皮摩擦过的硬橡胶棒，靠近不带电验电器的金属小球a，然后用手指瞬间接触一下金属杆b后拿开橡胶棒，这时验电器小球a和金箔b的带电情况是（ ）
A．a带正电，b带负电 B．a带负电，b带正电
C．a、b均带正电 D．a、b均不带电
3．如图所示，将带电棒移近两个相同且不带电的导体球，开始时互相接触且对地绝缘，哪些方法能使两球带等量的电荷？
六．学后反思：
你还能提出哪些问题？
物理学科“问题导学案”
【课题】：库仑定律 【课型】问题生成解决拓展课
编写人：刘海蛟 授课人: 审核人：全体物理老师
【学习目标】
1、掌握库仑定律，知道点电荷的概念，并理解真空中的库仑定律．
2、会用库仑定律进行有关的计算．
3、渗透理想化方法，培养由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力．
4、了解控制度量的科学研究方法.
【重点】库仑定律和库仑力
【难点】关于库仑定律的理解与应用
【温故】电荷
【自主导学】
生活中常用的静电复印是什么原理？读课后阅读材料并考虑生活中还有哪些静电的应用？
1、内容：真空中两个静止的 相互作用跟它们所带 的乘积成正比，跟它们之间距离的 成反比，作用力的方向在它们的 。
2、库仑定律表达式：
3、库仑定律的适用条件： 。
4、点电荷：是一种 .当带电体的 比起相互作用的距离小很多时,带电
体可视为点电荷.
5、库仑的实验的研究方法：
【夯实基础】
1、关于点电荷的下列说法中正确的是：（ ）
A .真正的点电荷是不存在的．
B .点电荷是一种理想模型．
C .足够小的电荷就是点电荷．
D .一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计
2、三个相同的金属小球a、b和c，原来c不带电，而a和b带等量异种电荷，相隔一定距离放置，a、b之间的静电力为F 。现将c球分别与a、b接触后拿开，则a、b之间的静电力将变为（ ）。
A．F/2 B．F/4
C．F/8 D．3F/8
3、两个半径为0.3m的金属球，球心相距1.0m放置，当他们都带1.5×10 5 C的正电时，相互作用力为F1 ，当它们分别带+1.5×10 5 C和 1.5×10 5 C的电量时，相互作用力为F2 , 则（ ）
A．F1 = F2 B．F1 ＜F2 C．F1 ＞ F2 D．无法判断
4：两个相同的金属例小球，带电量之比为1∶7，相距为r,两者相互接触后在放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能为原来的（ ）
A. 4/7 B. 3/7
C. 9/7 D. 16/7
5.两个带同种电荷的相同金属小球(两球距离远大于小球的直径）所带电量分别为Q1，Q2，现让它们接触后再放回原处，那么它们的相互作用与原来相比（ ）
A. 可能变大 B. 可能变小
C. 可能不变 D. 以上三种都可能存在
【知能提升】
1 A、B两个点电荷，相距为r，A带有9Q的正电荷，B带有4Q的正电荷
（1）如果A和B固定，应如何放置第三个点电荷C，才能使此电荷处于平衡状态？此时对C的电性及电量q有无要求？
（2）如果A和B是自由的，又应如何放置第三个点电荷，使系统处于平衡状态？此时对第三个点电荷C的电量q的大小及电性有无要求？
2 如图，质量均为m的三个带电小球A、B、C，放置在光滑的绝缘水平面上，彼此相隔的距离为L，（L比球半径r大的多），B球带电量为QB=-3q，A球带电量为QA=6q,若在C上加一水平向右的恒力F，要使A、B、C三球始终保持L的间距运动，求
（1）F的大小？
（2）C球所带电量为多少？带何种电荷？
【学后反思】
你还能提出哪些问题？
第三节 电场强度 学案
物理学科“问题导学案”
【课题】：电场强度 【课型】问题生成解决拓展课
编写人：刘海蛟 授课人: 审核人：全体物理老师
【学习目标】
（一）知识与技能
1．知道电荷间的相互作用是通过电场发生的，知道电场是客观存在的一种特殊物质形态．
2．理解电场强度的概念及其定义式，会根据电场强度的定义式进行有关的计算，知道电场强度是矢量，知道电场强度的方向是怎样规定的．
3．能根据库仑定律和电场强度的定义式推导点电荷场强的计算式，并能用此公式进行有关的计算．
4．知道电场的叠加原理，并应用这个原理进行简单的计算．
（二）过程与方法
通过分析在电场中的不同点，电场力F与电荷电量q的比例关系，使学生理解比值F/q反映的是电场的强弱，即电场强度的概念；知道电场叠加的一般方法。
（三）情感态度与价值观
培养学生学会分析和处理电场问题的一般方法。
【重点】电场强度的概念及其定义式、电场的叠加原理、电场线、匀强电场
【难点】对电场概念的理解、应用电场的叠加原理进行简单的计算
【知识回顾】1、电荷 2、库仑定律
【自主导学】
E=F/q是电场强度的定义式，适用于任何电场；仅适用于真空中点电荷的电场。如果有几个点电荷同时存在，它们的电场就互相叠加，形成合电场。这时某点的场强等于各个点电荷单独在该点产生的电场强度的矢量和。
一、电场强度
（一）问题导学
1、不接触的电荷是通过什么相互作用？
2、如何描述电场中一点电场的强弱？你有什么方法来比较？（合作讨论）
3、电场强度的定义式；；单位及其换算？
4、请你推导距点电荷R处电场强度的计算式？
5、电场强度的叠加遵循什么法则？
（二）典例探究
例1：如图6-1-3所示，在真空中有两个点电荷Q1＝+3.0x10－８C和Q2＝－3.0x10－8C，它们相距0.1m，求电场中A点场强．A点与两个点电荷的距离r相等， r=0.1m．
例2:在电场中某点放一检验电荷，其电量为q，检验电荷受到的电场力为F，
则该点电场强度为E=F／q，那么下列说法正确的是( )
A，若移去检验电荷q，该点的电场强度就变为零
B．若在该点放一个电量为2q的检验电荷，该点的电场强度就变为E／2
C．若在该点放一个电量为-2q的检验电荷，则该点场强的大小仍为E，但电场强度的方向变为原来相反的方向
D．若在该点放一个电量为的检验电荷，则该点场强的大小仍为E，电场强度的方向也仍为原来的场强方向
二、电场线
（一）问题导学
1、什么是电场线？如何用电场线形象描述电场？
2、请画出正点电荷、负点电荷、等量同种电荷、等量异种电荷电场线的分布。并说出有何特点？
3、什么是匀强电场？匀强电场电场线分布特点？
（二）典例探究
例3：图9－2－6中实线是一簇未标明方向的由点电荷 产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是诡计上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的时（ ）
A．带电粒子所带电荷的符号
B．带电粒子在a、b两点的受力方向
C．带电粒子在a、b两点的加速度何处较大
D．带电粒子在a、b两点的动能何处较大
例4：如图8所示,一个质量为30g带电量C的半径极小的小球,用丝线悬挂在某匀强电场中,电力线与水平面平行.当小球静止时,测得悬线与竖直夹角为30°,由此可知匀强电场方向为 ,电场强度大小为 .(g取10m/s2)
夯实基础
1. 下列关于点电荷的场强公式的几种不同的理解，不正确的是( )
A.在点电荷Q的电场中，某点的场强大小与Q成正比，与r2成反比
B.当r→0时，E→∞；当r→∞时，E→0
C.点电荷Q产生的电场中，各点的场强方向一定是背向点电荷Q
D.以点电荷Q为中心，r为半径的球面上各处的场强相等
2. 在电场中某点放入电荷量为q的正电荷时，测得该点的场强为E，若在同一点放入电荷量q′=-2q的负电荷时，测得场强为E′，则有( )
A.E′=E，方向与E相反 B.E′=2E，方向与E相同
C.，方向与E相同 D.E′=E，方向与E相同
3. 图1-3-19所示的各电场中，A、B两点场强相同的是( )
4. 在同一直线上依次有A、B、C三点，且BC=3AB，在A点固定一个带正电的小球，在B点引入电量为2．0×10-8c的试探电荷，其所受电场力为2．0×10-6N。将该试探电荷移去后，B点的场强为___________，C点的场强为______________。如果要使B点的场强为零，可能在C点放一个电量是A点处带电小球的电量的_________倍的________电荷.
5. （2007广东理科基础12）如图所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷Q产生的电场线，若带电粒子q（|Q|>>|q|）由a运动到b，电场力做正功。已知在a、b两点粒子所受电场力分别为Fa、Fb,则下列判断正确的是（ ）
A．若Q为正电荷，则q带正电，Fa>Fb
B．若Q为正电荷，则q带正电，Fa
D．若Q为负电荷，则q带正电，Fa
A．先变大后变小，方向水平向左
B．先变大后变小，方向水平向右
C．先变小后变大，方向水平向左
D．先变小后变大，方向水平向右
7. 在X轴上有两个点电荷，一个带正电Q1，一个带负电Q2。且Q1=2Q2。用E1和E2分别表示两个电荷所产生的场强的大小，则在X轴上( )
A．E1=E2之点只有一处；该点合场强为0
B．E1=E2之点共有两处；一处合场强为0，另一处合场强为2E2
C．E1=E2之点共有三处；其中两处合场强为0，另一处合场强为2E2
D．E1=E2之点共有三处；其中一处合场强为0，另两处合场强为2E2
知能提升
1.如图1-3-23所示，绝缘细线一端固定于O点，另一端连接一带电荷量为q，质量为m的带正电小球，要使带电小球静止时细线与竖直方向成角，可在空间加一匀强电场则当所加的匀强电场沿着什么方向时可使场强最小 最小的场强多大 这时细线中的张力多大
2. 一个带正电荷的质点P放在两个等量负电荷A、B的电场中，P恰好在AB连线的垂直平分线的C点处，现将P在C点由静止释放如图6-1-11所示，设P只受电场力作用，则（ ）
A．P由C向AB连线中点运动过程中，加速度可能越来越小而速度越来越大
B．P由C向AB连线中点运动过程中，加速度可能先变大后变小，最后为零，而速度一直变大
C．P运动到与C关于AB的对称点C′静止
D．P不会静止，而是在C与C′间来回振动
3. 如图9－2－8所示，半径为R的圆环，均匀带有电量为Q的正电荷。先从环上截取△S的一小段，若△S≤R，且圆环剩余部分的电荷分布不变，则圆环剩余部分的电荷在环心O处产生的场强大小为__________,方向为_______________。如图9－2－8所示，半径为R的圆环，均匀带有电量为Q的正电荷。先从环上截取△S的一小段，若△S≤R，且圆环剩余部分的电荷分布不变，则圆环剩余部分的电荷在环心O处产生的场强大小 为__________,方向为_______________。
答案
例1解析：真空中点电荷Q1和Q2的电场在A点的场强分别为E1和E2，它们大小相等，方向如图6-1-4，合场强E，场强E1，场强E2向上平移后的矢量，三者构成一正三角形，故E与Q1Q2平行，且E＝El＝E2＝＝2.7x104N／C
例2解析：电场中某点的电场强度是由场源电荷决定，与检验电荷的有无、正负、电量的多少无关，故正确 答案为D．
答案：D
例3〖解析〗粒子的加速度大小看其所受电场力的大小，而电场力的大小由电场线的疏密决定。从电场线分布情况可设想电场是由轨迹左侧的“点电荷”产生的，从轨迹的偏向可得“点电荷”给带电离子吸引力，即a、b两点受力方向如图所示；若粒子从a向b运动从图中可得F与v的夹角大于90°角，电场力做负功、粒子动能减少，综上所述：BCD正确。
例4解析:分析小球受力,重力mg竖直向下,丝线拉力T沿丝线方向向上,因为小球处于平衡状态,还应受水平向左的电场力F.小球带负电,所受电场力方向与场强方向向反,所以场强方向水平向右.
小球在三个力作用之下处于平衡状态.三个力的合力必为零.所以
F=mgtg30°又 =mgtg30°
E=mgtg30°=
夯实基础
1、BCD 2、D 3、C 4、100N/q，6.25N/q，9，正 5、A 6、B 7、B
知能提升
1、小球受到重力G、绳的拉力T、电场力F三个力作用，根据平衡条件可知，拉力T与电场力F的合力必与重力G等值反向因为拉力T的方向确定，F与T的合力确定，当电场力F垂直悬线时最小,场强也最小.，此时绳中张力T=mgcosа
2、ABD 3、 沿△S与O的连线指向△S
物理学科“问题导学案”
【课题】：电势能和电势 【课型】问题生成解决拓展课
编写人：刘海蛟 授课人: 审核人：全体物理老师
【学习目标】
（1） 知识与技能
1、理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。
2、理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。
（二）过程与方法
通过与前面知识的结合，理解电势能与静电力做的功的关系，从而更好的了解电势能和电势的概念。
（三）情感态度与价值观
尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题，增强科学探究的价值观。
【重点】理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。
【难点】掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。
【知识回顾】1、功 2、重力做功与重力势能变化的关系
【自主导学】1、类比电场和重力场中力的情况、能量的情况、电势和高度看是否有相似之处？ 2、注意电场中几种特殊的电场线和等势面，分析其场强和电势情况。
一、静电力做功的特点：
二、电势能：
1、静电力做负功， （填电势能怎样变化）
2、静电力做正功， （填电势能怎样变化）
3、在正电荷产生的电场中，正电荷在任意一点具有的电势能都为 ，负电荷在任
一点具有的电势能都为 。
4、在负电荷产生的电场中，正电荷在任意一点具有的电势能都为 ，负电荷在任意一点具有的电势能都为 。
5、电荷在电场中某一点A具有的电势能EP等于将该点电荷由A点移到 电场力所做的功W的。即EP=W
6、若要确定电荷在电场中的电势能，应先规定 的零位置。
三、电势
1、电势表征 的重要物理量度。
2、单位
3、定义
4、公式
5、电势与电场线的关系
6、零电势位置的规定
四、等势面
1、定义：
2、等势面的性质：
①．在同一等势面上各点电势 ，所以在同一等势面上移动电荷，电场力 功
②．电场线跟等势面一定 ，并且由电势 的等势面指向电势 的等势面。
③．等势面越密，电场强度
④．等势面不 ，不
3、等势面的用途：
4、几种电场的电场线及等势面
①等量同种电荷连线和连线的中垂线上
连线上：中点电势
中垂线上：由中点到无穷远电势 ，无穷远电势
②等量异种电荷连线上和连线的中垂线上
连线上：由正电荷到负电荷电势逐渐减小。
中垂线上：各点电势相等且都等于零。
【夯实基础】
1、一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6J的功，那么 ( )
A．电荷在B处时将具有5×10－6J 的电势能
B．电荷在B处将具有5×10－6J 的动能
C．电荷的电势能减少了5×10－6J
D．电荷的动能增加了5×10－6J
2、如图1所示，a、b为某电场线上的两点，那么以下的结论正确的是 （ ）
A．把正电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能减少
B．把正电荷从a移到b，电场力做负功，电荷的电势能增加
C．把负电荷从a移到b，电场力做正功，电荷的电势能增加
D． 从a到b电势逐渐降低
3、有关电场中某点的电势，下列说法中正确的是（ ）
A、由放在该点的电荷所具有的电势能的多少决定
B、由放在该点的电荷的电量多少来决定
C、与放在该点的电荷的正负有关
D、是电场本身的属性，与放入该点的电荷情况无关
4、关于等势面正确的说法是（ ）
A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功
B．等势面上各点的场强大小相等
C．等势面一定跟电场线垂直
D．两等势面不能相交
5、一个点电荷，从静电场中的a点移至b点，其电势能的变化为零，则（ ）
A．a、b两点的场强一定相等
B．该电荷一定沿等势面移动
C．作用于该点电荷的电场力与其移动方向总是垂直的
D．a、b两点的电势相等
【知能提升】
1、将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J的功，则
（1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？
（2）如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？
（3）如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？
2、在匀强电场中有a、b、c三点，位置关系如图所示，其中ab=√3 cm，bc=1cm已知电场线与abc三点所在的平面平行,若将电量为-2×10－８C的点电荷从a 移到b，电场力不做功，而把该电荷从a移到c，电场力做功为1.8×10－７J
(1)画出通过 a、b、c 三点的电场线
(2)求该匀强电场的电场强度
学后反思：
你还能提出哪些问题？
物理学科“问题导学案”
【课题】：电势差 【课型】问题生成解决拓展课
编写人：刘海蛟 授课人: 审核人：全体物理老师
【学习目标】
1、掌握电势差的概念。会应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。
2、通过类比法教学，使学生理解电势差的概念；应用所学知识推导静电力做功与电势差的关系式。
3、培养对比学习的学习方法，培养逻辑思维能力。
【重点】应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。
【难点】应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。
【知识回顾】1、电势能 2、电势
【自主导学】
对比高度差与电势差，谈谈你对电势差的认识。
1．选择不同位置作为电势零点，电场中某点电势的数值会________ ，但电场中某两点间电势的差值却________ ，电场中两点间电势的差值叫做________ ，也叫________ ，表达式____________________ ．
2．静电力对电荷q做功与电势差的关系
3、电场中两点的电势差，由 决定，与在这两点间移动电荷的电荷量、电场力做功的多少无关．在确定的电场中，即便不放入电荷，任何两点间的电势差都有确定的值，不能认为UAB与WAB成正比，与q成反比．只是可以利用WAB、q来测量A、B两点电势差UAB．
【夯实基础】：
1．带正电荷的小球只受到电场力作用，把它从静止释放后，它在任意一段时间内 ( )
A．一定沿电场线由高电势处向低电势处运动
B．一定沿电场线由低电势处向高电势处运动
C．不一定沿电场线运动，但一定由高电势处向低电势处运动
D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势处向低电势处运动
2．如图1－5－2所示，B、C、D三点都在以点电荷十Q为圆心的某同心圆弧上，将一试探电荷从A点分别移到B、C、D各点时，电场力做功大小比较 ( )
A．WAB>WAC B．WAD>WAB
C．WAC＝WAD D．WAB＝WAC
3．一电荷量为＋2×10C的点电荷在外力作用下，从静电场中的a点运动到b点，在这个过程中电场力对点电荷做功为8×10J，若a点电势为a，b点电势为b，则下列结论中正确的是 ( )
A．可以判定a-b＝400 V B．可以判定a-b＝-400 V
C．a-b可能等于零 D．不能判断a-b的值
4．电场中有A、B两点，把某点电荷q从A点移到B点的过程中，电场力对该电荷做了负功，则下列说法正确的是 ( )
A．该电荷是正电荷，则电势能减少
B．该电荷是正电荷，则电势能增加
C．该电荷是负电荷，则电势能增加
D．电荷的电势能增加，但不能判定是正电荷还是负电荷
5．如图1－5－3所示，实线为电场线，虚线为等势线，且相邻两等势线间的电势差相等．一正电荷在2上时，具有动能20 J，它运动到等势线1上时，速度为零，令2＝0，那么该电荷的电势能为4J时其动能大小为 ( )
A．16 J B．10 J C．6 J D．4 J
6．如图1—5－5所示的电场中，将2C的正电荷分别由A、C两点移动
到B点时，电场力所做的功分别是30 J、-6 J，如果取B点为零电势点，
A、C两点的电势分别是A＝____________ V，C＝______________ V，
AC间的电势差UAC＝____________________ V．
7．在电场中把电荷量为2.0×10C的正电荷从A点移到B点，静电力做功为-1. 5×10J，再把电荷从B点移到C点，静电力做功为4.0×10J．
(1) A、B、C三点中哪点的电势最高 哪点的电势最低
(2) A、B间，B、C间，A、C间的电势差各是多大
(3) 把－1.5×10C的电荷从A点移到C点，静电力做多少功
【知能提升】：
1．对于电场中A、B两点，下列说法正确的是 （ ）
A．电势差的定义式UAB＝WAB／q，说明两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比，与移动电荷的电荷量q成反比
B．A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点电场力所做的功
C．将l C电荷从A点移到B点，电场力做1 J的功，这两点间的电势差为1 V
D．电荷由A点移到B点的过程中，除受电场力外，还受其他力的作用，电荷电势能的变化就不再等于电场力所做的功
2．(2005年上海高考)在场强大小为E的匀强电场中，一质量为m，带电荷量为+q的物体以某一初速沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为0.8qE／m，物体运动s距离时速度变为零，则 ( )
A．物体克服电场力做功qEs
B．物体的电势能减少了0.8qEs
C．物体的电势能增加了qEs
D．物体的动能减少了0.8qEs
3．如图1－5－7所示，在粗糙水平面上固定一点电荷Q，在M点无初速释放一带有恒定电荷量的小物块，小物块在Q的电场中运动到N点静止，则从M点运动到N点的过程中（ ）
A．小物块所受电场力逐渐减小
B．小物块具有的电势能逐渐减小
C．M点的电势一定高于N点的电势
D．小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功
4．电场中某一电场线为一直线，线上有A、B、C三个点，把电荷q1＝10C从B点移到A点时电场力做了10J的功；电荷q2＝-10C，在B点的电势能比在C点时大10J ，那么：
(1) 比较A、B、C三点的电势高低，由高到低的排序是___________ ；
(2) A、C两点间的电势差是__________________ V；
(3) 若设B点的电势为零，电荷q2在A点的电势能是____________ J．
5．在电场中有A、B两点，它们的电势分别为A＝-100V，B＝200 V，把电荷量q＝-2.0×10C的电荷从A点移动到B点，是电场力做功还是克服电场力做功 做了多少功
6．如图1—5—8所示，将一质量为m，电荷量为+g的小球固定在绝缘杆的一端，杆的另一端可绕通过O点的固定轴转动，杆长为L，杆的质量忽略不计，杆和小球置于场强为E的匀强电场中，电场方向如图所示，将杆拉至水平位置OA，在此处将小球自由释放，求杆运动到竖直位置OB时小球的动能及小球电势能的变化．
【学后反思】：
你还能提出哪些问题？
参考答案
自主学习：不相等 相等 电势差 电压 UAB＝A－B WAB＝qUAB
夯实基础：1.C 2.CD 3.A 4.D 5.C 6.15 、 －3 、 18
7.(1)B最高 C最低 （2）UAB＝－75V UBC＝200V UAC＝125V (3)－1.875×10J
知能提升：1.C 2.ACD 3.ABD
4.(1) C> B >A （2）20 (3)1.0×10
5、 电场力做正功 6.0×10J
6.(mg+qE)L qEL
物理学科“问题导学案”
【课题】：电势差与电场强度的关系【课型】问题生成解决拓展课
编写人：刘海蛟 授课人: 审核人：全体物理老师
【学习目标】
1、理解匀强电场中电势差与电场强度的关系U=Ed,并能推导出这个关系式。
2、会用关系式U=Ed进行计算。
3、通过分析寻找物理量之间的内在联系,培养分析、推理能力。
4、通过从不同角度认识电场强度与电势、电势差的关系，使我们在遇到具体问题时要注意分析，不要武断地下结论，养成多角度多方面看问题的学习品质。
【重点】场强与电势差关系的理解及应用。U=Ed及其成立条件。
【难点】电势与场强无直接的关系；会用关系式U=Ed进行有关的计算
【知识回顾】1、电场强度 2、电势差
【自主导学】
以等量同种电荷的电场和等量异种电荷电场为例试分析它们连线以及连线中垂线上的场强和电势情况。
1、电势差与电场强度：在匀强电场中两点间的电势差等于_____________与这两点沿__________方向上距离的乘积．
2、电场强度与电势差：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的_____________与两点沿___________方向距离的比值，公式E＝___________，单位___________．
3、如图所示将电荷量为q的电荷由A移动到B点,AB间距离为d,场强为E, AB两点间电势差为UAB,
（1）求电场力的功。
(2)推导U和E的关系.
【典例赏析】：
例1如图14－69所示，平行直线表示电场线，但未标方向，带电量为—10-2C的微粒在电场中只受电场力作用，由A点移到B点，动能损失0.1J，若A点电势为－10V，则（ ）
A．B点的电势为0V
B．电场线方向从右向左
C．微粒的运动轨迹可能是轨迹1
D．微粒的运动轨迹可能是轨迹2
例2如图14－66所示，A、B两点相距10cm，E＝100V/m，AB与电场线方向夹角θ＝120°，求AB两点间的电势差．
例3如图14－84所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C点，质量为m，带电量为－q的有
求：(1)小球由A到B过程中电场力做的功．(2)A、C两点的电势差．
【夯实基础】
1．下述关于匀强电场的结论错误的是（ ）
A．公式E＝F／q也适用于匀强电场
B．根据U＝Ed可知，任意两点的电势差与这两点的距离成正比
C．匀强电场的场强值等于沿场强方向每单位长度上的电势差值
D．匀强电场的场强方向总是跟电荷所受电场力的方向一致
2．关于静电场的说法中正确的是（ ）
A．在匀强电场中，任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比
B．在匀强电场中，电势降低的方向就是场强的方向
C．电荷在等势面上移动时不受电场力
D．若电场力对电荷作正功，电荷的电势能一定减小，而动能不一定增加
3．电场中有一条直线，在直线上有M、N两点，若将一试探电荷Q从直线外的P点分别移到M、N两点，电场力对Q做功相等，则 ( )
A．该电场若是匀强电场，则M、N连线一定与电场线平行
B．该电场若是匀强电场，则M、N连线—定与电场线垂直
C．该电场若是由一个点电荷产生的，则M、N两点的电势和场强都相同
D．该电场若是由一个点电荷产生的，则M、N两点的电势相等，电场强度不同
4．如图1—6—8中，a、b、c、d、e五点在一直线上，b，c两点间的距离等于d、e两点间的距离．在a点固定放置一个点电荷，带电荷量为+Q，已知在+Q的电场中b、c两点间的电势差为U，将另一个点电荷+q从d点移动到e点的过程中，下列说法正确的是 ( )
A．电场力做功qU B．克服电场力做功qU
C．电场力做功大于qU D．电场力做功小于qU
5．已知空气的击穿电场强度为2×106 V／m，测得某一次闪电，设闪电的火花路径为直线，其火花长为1000m，则发生这次闪电时，放电路径两端的电势差U＝ V，若这次闪电通过的电荷量为30C，则释放的能量W＝ J．
6．图1—6—9中的实线为电场线，虚线为等势线，a、b两点的电势＝-50 V，＝-20 V，则a、b连线中点c的电势应为 ( )
A．＝-35 V B．>-35 V
C．<-35 V D．条件不足，无法判断的高低
7．如图1—6—10所示，在电场强度E＝2000 V／m的匀强电场中，有三点A、M和B，AM＝4 cm，MB＝3 cm，AB＝5 cm，且AM边平行于电场线，把一电荷量q＝2×10-9C的正电荷从B移到M点，再从M点移到A点，电场力做功为 ( )
A．0.6×10-6J B．0.12×10-6J
C．-0.16×10-6J D．-0.12×10-6J
【知能提升】
1．在水深超过200 m的深海,光线极少，能见度极低，有一种电鳗具有特殊的适应性，能通过自身发出生物电来获取食物并威胁敌害、保护自己．该电鳗的头尾相当于两个电极，它在海水中产生的电场强度达到104N／C时可击昏敌害，身长为50 cm的电鳗，在放电时产生的瞬时电压大约可达 V．
2．为使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速地由A运动到B，必须对该电荷施加一个恒力F，如图1—6—11所示．若AB＝0.4 m，α＝370，q＝-3×10-7C，F＝1.5×10-4N，A点电势＝100 V(不计重力，sin 370=0.6，cos370＝0.8)
(1) 在图中用实线画出电场线，用虚线画出通过A、B两点的等势线，并标明它们的电势值，求出场强和AB间的电势差。
(2) 求q在由A到B的过程中电势能的变化量是多少？
【学后反思】
你还能提出哪些问题？
参考答案
例一、D
例二、UAB=—50V
例三、W=5/2 mgh,UAC=—mgh/2q
夯实基础：
1、B 2、D 3.BD 4.D 5.2×10 6×10 6.B 7.C
知能提升：1、5000
2、(1) 图略 E= 5×10V/m UAB= -60V (2)4.8×10J
物理学科“问题导学案”
【课题】：静电现象的应用 【课型】问题生成解决拓展课
编写人：刘海蛟 授课人: 审核人：全体物理老师
【学习目标】
1、 理解静电感应现象,知道静电平衡条件；
2、 理解静电屏蔽
【重点】静电现象的应用。
【难点】静电感应现象的解释。
【自主导学】
我们通过前面的学习知道，放入电场中的电荷受到电场力的作用，而我们又知道金属导体中存在自由电子，把导体放入电场中会产生什么现象
将一金属导体放入场强为E0的匀强电场中，分析自由电子在电场中的移动情况
一、静电平衡状态下的电场：
1、静电平衡条件：
2、导体达到静电平衡特点：
①
②
③
二、尖端放电
1、 解释：
2、 应用：
三、静电屏蔽
1、理解：处于静电平衡状态的导体，内部的场强处处为零。因此，可利用金属外壳或金属网封闭某一区域不在受外界电场的影响，这一现象称静电屏蔽
2、两种情况：
①金属内部空间不受壳外部电场的影响
②接地的封闭的导体壳内部电场对壳外空间没有影响
回顾小结
本节课主要学习有静电平衡知识,静电平衡特点要掌握,静电屏蔽,尖端放电要有所了解.
四、探究：
生活中我们见到的那些带静电的现象是有益的，我们是怎样利用的？
五、学后反思：
六、你还能提出哪些问题？
夯实基础
1.带电量分别为+Q和-Q的两个点电荷相距为R，在两点之间放入一个不带电的导体棒，如图当导体达到静电平衡后，感应电荷在两点连线中点处产生的场强大小和方向？内部的合场强有什么特点，如果棒的中间是空的，合场强又如何
2.如图所示,在孤立点电荷+Q的电场中,金属圆盘A处于静电平衡状态.若金属圆盘平面与点电荷在同一平面内,试在圆盘A内作出由盘上感应电荷形成的附加电场的三条电场线 (用实线表示,要求严格作图)
物理学科“问题导学案”
【课题】：电容器与电容 【课型】问题生成解决拓展课
编写人：刘海蛟 授课人: 审核人：全体物理老师
【学习目标】
1．知识目标
①知道什么是电容器以及常用的电容器。
②理解电容器的电容概念及其定义，并能用来进行有关的计算。
③知道公式及其含义，知道平行板电容器的电容与哪些因素有关。
④会对平行板电容器问题的动态分析。
2．能力目标
①知道利用比值法定义物理量。
②学会在实验中用控制变量法，提高综合运用知识的能力。
3．情感目标
结合实际，激发学习物理的兴趣。
【重点】电容的概念。
【难点】电容的定义和引入。 对平行板电容器的动态分析。
【温故】电场强度、电势能、电势、电场线、等势面
【自主导学】
1．两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质，就组成一个最简单的电容器，叫做___________．实际上，任何两个__________________ 又_______________ 的导体，都可以看成一个电容器．
2．电容器________________与电容器________________的比值，叫做电容器的电容．表
达式C＝______，国际单位制中单位__________，简称____________ ，符号________________．
常用较小单位 lμF＝________F，l pF＝________F．电容是表示电容器____ ____ 的物理量．
3．平行板电容器极板正对面积为S，极板间距为d，当两极板间是真空时，电容C _________，当两极板间充满相对介电常数为εr，的电介质时，电容C ________________．
4．常用电容器从构造上看，可分为________________和________________ 两类．常用的固定电容器有______________和_________________ ．
典例精析：
例1：有一充电的平行板电容器，两板间电压为3 V，使它的电荷量减少3×l0-4C，于是电容器两极板间的电压降低1/3，此电容器的电容量 μF，电容器原来的带电荷量是 C，若把电容器极板上的电荷量全部放掉，电容器的电容量是 μF．
例2：当一个电容器所带电荷量为Q时，两极板间的电势差为U，如果所带电荷量增大为2Q，则 ( )
A．电容器的电容增大为原来的2倍，两极板间电势差保持不变
B．电容器的电容减小为原来的1／2倍，两极板间电势差保持不变
C．电容器的电容保持不变，两极板间电势差增大为原来的2倍
D．电容器的电容保持不变，两极板间电势差减少为原来的1／2倍
点评：电容器的电容是用比值法定义的，本章中学过的用比值法定义的物理量还有：电场强度、电势差，以前学过的用比值法定义的物理量有：压强、密度等．从中了解在物理学中是怎样来表征事物的某一特性或属性的．
例3 (2000年全国高考试题) 对于水平放置的平行板电容器，下列说法正确的是( )
A．将两极板的间距加大，电容将增大
B．将两极扳平行错开，使正对面积减小，电容将减小
C．在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的陶瓷板，电容将增大
D．在下板的内表面上放置一面积和极板相等、厚度小于极板间距的铝板，电容将增大
点评： 这是一道关于电容器的电容的基本题，电容器的电容是由本身的结构来决定的．空气的介电常数接近于1，其它各种绝缘体的介电常数都大于1，所以空气电容中插入任何绝缘体，其电容都增大．
例4连接在电池两极上的平行板电容器，当两极板间的距离减小时，则（ ）
A．电容器的电容C变大
B．电容器极板的带电荷量Q变大
C．电容器两极板间的电势差U变大
D．电容器两极板间的电场强度E变大
例5 如图所示，两板间距为d的平行板电容器与一电源连接，开关S闭合，电容器两板间的一质量为m，带电荷量为q的微粒静止不动，下列各叙述中正确的是 （ ）
A．微粒带的是正电
B．电源电动势的大小等于
C．断开开关S，微粒将向下做加速运动
D．保持开关S闭合，把电容器两极板距离增大，将向下做加速运动
例6(1997年上海市高考试题) 如图所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔M和N，今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N在同一竖直线上)，空气阻力忽略不计，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回，若保持两极板间的电压不变，则 （ ）
A．把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回
B．把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落
C．把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回
D．把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落
夯实基础
1．下列关于电容器和电容的说法中，正确的是 ( )
A．根据C=Q／U可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两板间的电压成反比
B．对于确定的电容器，其所带的电荷量与两板间的电压(小于击穿电压且不为零)成正比
C．无论电容器的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压比值恒定不变
D．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，其大小与加在两板上的电压无关
2．如图1—7—5所示，在开关S闭合时，质量为m的带电液滴处于静止状态，那么，下列判断正确的是 ( )
A．开关S断开，极板上电荷量将减小，电压降低
B．开关S断开，极板间距离减小，则极板上电荷量减小
C．开关S断开．极板间距离减小，则极板间的电压减小
D．开关S断开，极板间距离减小，则带电液滴向下运动
3．如图l—7—6中，是描述电容C、带电荷量Q、电势差U之间的相互关系的图线，对于给定的电容器，关系正确的是 ( )
4．电容器A的电容比电容器B的电容大，这表明 ( )
A．A所带的电荷量比B多
B．A比B有更大的容纳电荷的本领
C．A的体积比B大
D．两电容器的电压都改变1 V时，A的电荷量改变比B的大
5．如图1—7—7所示，先接通S使电容器充电，然后断开S．当增大两极板间距离时，电容器所带电荷量Q、电容C、两板间电势差U，电容器两极板间场强E的变化情况是 ( )
A．Q变小，C不变，U不变，E变小
B．Q变小，C变小，U不变，E不变
C．Q不变，C变小，U变大，E不变
D．Q不变，C变小，U变小，E变小
6．平行金属板A、B组成的电容器，充电后与静电计相连，如图1—7—8，要使静电计指针张角变大．下列措施中可行的是 ( )
A．A板向上移动
B．B板向右移动
C．A、B之间插入电介质
D．使两板带的电荷量减小
知能提升
1．如图1—7—9所示，A、B是平行板电容器的两个极板，B板接地，A板带有电荷量+Q，板间电场中有一固定点P，若将B板固定，A板下移一些；或者将A板固定，B板上移一些，在这两种情况下，以下说法中正确的是 ( )
A．A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势不变
B．A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势升高
C．B板上移时，P点的电场强度不变，P点电势降低
D．B板上移时，P点的电场强度减小，P点电势降低
2．一个平行板电容器，当其电荷量增加ΔQ＝1.0×10-6C时，两板间的电压升高ΔU＝10 V，则此电容器的电容C＝ F．若两板间电压为35 V，此时电容器的带电荷量Q＝ C.
3．平行板电容器两板间距为4cm，带电5.0×10-8C，板间电场强度为4.5×104N／C，则其电容C＝ F，若保持其他条件不变而使两板正对面积减为原来的1/4，则其电容变为 ．
4．如图l—7—10所示，平行放置的金屑板A、B组成一只平行板电容器，对以下两种情况：
(1)保持开关S闭合，使A板向右平移错开一些；
(2)S闭合后再断开，然后使A板向上平移拉开些．
讨论电容器两扳间的电势差U、电荷量Q、板间场强E的变化情况．
5．如图1—7—11中．下列几种电路情况中有无电流 若有电流，电阻R上电流方向如何
①合上开关S瞬间；
②合上S后又将电容器C的两板距离增大．
学后反思：
你还能提出哪些问题？
参考答案
自主学习：1.平板电容器 、 彼此绝缘 、 相互靠近、 2.带电荷量Q 、 两板间电压U 、 Q/U、 法拉 、 法、 F、10、10、容纳电荷本领 3.固定电容、可变电容、电解质电容
例1解析：①电容器两极板间电势差的变化量为
，由有
②设电容器原来带电荷量为Q，则Q＝CU＝1.5×10-4×3＝4.5×10-4C.
③电容器的电容是由电容器本身因素决定的，与是否带电、带多少电荷量无关，所以电容器放掉全部电荷后，电容仍然是150μF．
例2解析：本题考查对电容器电容定义式的理解，应明确：对某一电容器而言，其电容的大小，决定于它的结构，与其所带的电荷量及两极板间的电势差无关．
由于电容器的内部结构不变，故其电容也不变．由电容的定义式C＝Q/U可知，当所带的电荷量增大为2Q时，两极板间的电压也相应增大为2U，故本题应选C．
例3解析：根据，影响平行板电容器的电容大小的因素有：①正对面积增大，电容增大；②两板间距增大，电容减小；③两板间放入电介质，电容增大；④两板间放入金属板，相当于减小平行板的间距，电容增大．所以选项B、C、D正确．
例4解析：这是一道考查对电容器的有关物理量理解的问题．平行板电容器的电容，当两极板间的距离d减小时，C增大，由于两极板连接在电池两极上，则两极板间的电势差U保持不变，电容器所带电荷量变大，两极板间的电场强度 变大．选项A、B、D正确．
例5解析： 粒子受重力和向上电场力作用而静止，两板间的电场方向向下，所以粒子带负电；由于粒子处于平衡状态时有，电源电动势；断开开关S，电容器的带电荷量不变，根据，极板间电场没有改变，微粒仍将静止不动；保持开关闭合，电容器两极板间电压不变，两极板的距离增大，根据得极板间电场的电场强度变小，微粒将向下做加速运动．所以选项B、D正确．
例6解析：平行金属板与电源两极相连，则两极板间电势差U保持不变．带电质点由P运动到N的过程中，重力做功与电场力做相等．
若把A板向上平移一小段距离，质点速度为零的位置仍为N孔，且能返回；若把A板向下平移一小段距离，质点速度为零的位置仍为N孔，且能返回．
若把B板向上平移一小段距离，质点速度为零的位置在N孔之上，且能返回；若把B板向下平移一小段距离，质点到达N孔时将在一竖直向下的速度，即将穿过N孔继续下落．所以选项A、C、D正确．
夯实基础：1.BCD 2.C 3.AD 4.BD 5.C 6.AB
知能提升：1、AC 2、1.0×10 3.5×10 3、28pF 7pF
4、 (1)U保持不变、Q变小、E不变 （2）Q不变、E不变、U增大
5、（1）从A经R到B （2）由B经R到A
物理学科“问题导学案”
【课题】：带电粒子在电场中的运动 【课型】问题生成解决拓展课
编写人：刘海蛟 授课人: 审核人：全体物理老师
【学习目标】
（一）知识与技能
1、理解带电粒子在电场中的运动规律，并能分析解决加速和偏转方向的问题．
2、知道示波管的构造和基本原理．
（二）过程与方法
通过带电粒子在电场中加速、偏转过程分析，培养学生的分析、推理能力
（三）情感、态度与价值观
通过知识的应用，培养学生热爱科学的精神
【重点】带电粒子在匀强电场中的运动规律
【难点】运用电学知识和力学知识综合处理偏转问题
【自主导学】
1．利用电场来改变或控制带电粒子的运动，最简单情况有两种，利用电场使带电粒子________；利用电场使带电粒子________．
2．示波器：示波器的核心部件是_____________，示波管由电子枪、_____________和荧光屏组成，管内抽成真空．
精读：
1．带电粒子的加速
(1)动力学分析：带电粒子沿与电场线平行方向进入电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做加(减)速直线运动，如果是匀强电场，则做匀加(减)速运动．
(2)功能关系分析：粒子只受电场力作用，动能变化量等于电势能的变化量．
(初速度为零)； 此式适用于一切电场．
2．带电粒子的偏转
(1)动力学分析：带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场中，受到恒定的与初速度方向成900角的电场力作用而做匀变速曲线运动 (类平抛运动)．
(2)运动的分析方法(看成类平抛运动)：
①沿初速度方向做速度为v0的匀速直线运动．
②沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动．
典例赏析：
例1如图1—8—1所示，两板间电势差为U，相距为d，板长为L．—正离子q以平行于极板的速度v0射入电场中，在电场中受到电场力而发生偏转，则电荷的偏转距离y和偏转角θ为多少
例2两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，如图1—8—3所示，OA＝h，此电子具有的初动能是 ( )
A． B．edUh
C． D．
例3一束质量为m、电荷量为q的带电粒子以平行于两极板的速度v0进入匀强电场，如图1—8—4所示．如果两极板间电压为U，两极板间的距离为d、板长为L．设粒子束不会击中极板，则粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量为 ．(粒子的重力忽略不计)
例4如图1—8－5所示，离子发生器发射出一束质量为m，电荷量为q的离子，从静止经加速电压U1加速后，获得速度，并沿垂直于电场线方向射入两平行板中央，受偏转电压U2作用后，以速度离开电场，已知平行板长为，两板间距离为d，求：
①的大小；
②离子在偏转电场中运动时间；
③离子在偏转电场中受到的电场力的大小F；
④离子在偏转电场中的加速度；
⑤离子在离开偏转电场时的横向速度；
⑥离子在离开偏转电场时的速度的大小；
⑦离子在离开偏转电场时的横向偏移量y；
⑧离子离开偏转电场时的偏转角θ的正切值tgθ
解题的一般步骤是：
(1)根据题目描述的物理现象和物理过程以及要回答问题，确定出研究对象和过程．并选择出“某个状态”和反映该状态的某些“参量”，写出这些参量间的关系式．
(2)依据题目所给的条件，选用有关的物理规律，列出方程或方程组，运用数学工具，对参量间的函数关系进行逻辑推理，得出有关的计算表达式．
(3)对表达式中的已知量、未知量进行演绎、讨论，得出正确的结果．
夯实基础：
1．如图l—8—6所示，电子由静止开始从A板向B板运动，当到达B板时速度为v，保持两板间电压不变．则 ( )
A．当增大两板间距离时，v也增大
B．当减小两板间距离时，v增大
C．当改变两板间距离时，v不变
D．当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间延长
2．如图1—8—7所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出，现在使电子入射速度变为原来的两倍，而电子仍从原位置射入，且仍从正极板边缘飞出，则两极板的间距应变为原来的 ( )
A．2倍 B．4倍
C．0.5倍 D．0.25倍
3．电子从负极板的边缘垂直进入匀强电场，恰好从正极板边缘飞出，如图1—8—8所示，现在保持两极板间的电压不变，使两极板间的距离变为原来的2倍，电子的入射方向及位臀不变，且要电子仍从正极板边缘飞出，则电子入射的初速度大小应为原来的（ ）
A． B． C． D．2
4．下列带电粒子经过电压为U的电压加速后，如果它们的初速度均为0，则获得速度最大的粒子是 ( )
A．质子 B．氚核 C．氦核 D．钠离子Na＋
5．真空中有一束电子流，以速度v、沿着跟电场强度方向垂直．自O点进入匀强电场，如图1—8—9所示，若以O为坐标原点，x轴垂直于电场方向，y轴平行于电场方向，在x轴上取OA＝AB＝BC，分别自A、B、C点作与y轴平行的线跟电子流的径迹交于M、N、P三点，那么：
(1)电子流经M，N、P三点时，沿x轴方向的分速度之比为 ．
(2)沿y轴的分速度之比为 ．
(3)电子流每经过相等时间的动能增量之比为 ．
6．如图1—8—10所示，—电子具有100 eV的动能．从A点垂直于电场线飞入匀强电场中，当从D点飞出电场时，速度方向跟电场强度方向成1 500角．则A、B两点之间的电势差UAB＝ V．
知能提升：
1．静止在太空中的飞行器上有一种装置，它利用电场加速带电粒子形成向外发射的高速电子流，从而对飞行器产生反冲力，使其获得加速度．已知飞行器质量为M，发射的是2价氧离子．发射离子的功率恒为P，加
速的电压为U，每个氧离子的质量为m．单位电荷的电荷量为e．不计发射氧离子后飞行器质量的变化，求：
(1)射出的氧离子速度．(2)每秒钟射出的氧离子数．(离子速度远大于飞行器的速度，分析时可认为飞行器始终静止不动)
2．如图1—8—12所示，一个电子(质量为m)电荷量为e，以初速度v0沿着匀强电场的电场线方向飞入匀强电场，已知匀强电场的场强大小为E，不计重力，问：
(1)电子在电场中运动的加速度．
(2)电子进入电场的最大距离．
(3)电子进入电场最大距离的一半时的动能．
3．如图1—8—13所示，A、B为两块足够大的平行金属板，两板间距离为d，接在电压为U的电源上．在A板上的中央P点处放置一个电子放射源，可以向各个方向释放电子．设电子的质量m、电荷量为e，射出的初速度为v．求电子打在B板上区域的面积．
4. 如图1—8—1 4所示一质量为m，带电荷量为+q的小球从距地面高h处以一定初速度水平抛出，在距抛出点水平距离处，有一根管口比小球直径略大的竖直细管，管上口距地面h/2，为使小球能无碰撞地通过管子，可在管子上方的整个区域里加一个场强方向水平向左的匀强电场，求：
(1)小球的初速度v0.
(2)电场强度E的大小．
(3)小球落地时的动能Ek．
学后反思：
你还能提出哪些问题？
参考答案
自主学习：
1.加速、偏转 2.示波管、偏转电板
例1 解析：电荷在竖直方向做匀加速直线运动，受到的力F＝Eq＝Uq/d
由牛顿第二定律，加速度a = F/m = Uq/md
水平方向做匀速运动，由L = v0t得t = L/ v0
由运动学公式可得：
带电离子在离开电场时，竖直方向的分速度：v⊥
离子离开偏转电场时的偏转角度θ可由下式确定：
电荷射出电场时的速度的反向延长线交两板中心水平线上的位置确定：如图所示，设交点P到右端Q的距离为x，则由几何关系得：
电荷好像是从水平线OQ中点沿直线射出一样，
注意此结论在处理问题时应用很方便．
例2解析：电子从O点到A点，因受电场力作用，速度逐渐减小，根据题意和图示可知，电子仅受电场力，由能量关系：，又E＝U／d，，所以 . 故D正确．
例3分析：带电粒子在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀加速运动．电场力做功导致电势能的改变．
解析：水平方向匀速，则运动时间t ＝L/ v0 ①
竖直方向加速，则侧移 ②
且 ③
由①②③得
则电场力做功
由功能原理得电势能减少了
例4解析：①不管加速电场是不是匀强电场，W＝qU都适用，所以由动能定理得：
②由于偏转电场是匀强电场，所以离子的运动类似平抛运动．
即：水平方向为速度为v0的匀速直线运动，竖直方向为初速度为零的匀加速直线运动．
∴在水平方向
③ F=qE=
④
⑤
⑥
⑦（和带电粒子q、m无关，只取决于加速电场和偏转电场）
夯实基础：
1.CD 2.C 3.B 4.A
5.111 123 135
6.300V
知能提升：
1.(1)2 (2)
2.(1) (2) (3)
3.
4.(1) (2)E= (3)
图6-1-3
图9－2－6
图1-3-19
图9-2－4
图1-3-23
图9－2－8
图6-1-4
图1－5－7
图1－5－8
图1—6—8
图1—6—9
图1—6—10
图1—6—11
＋Q
-Q
O
·
.
+Q
.
A
K
m
d
d
P
M
N
B
A
图1—7—5
图l—7—6
图l—7—7
图l—7—8
图l—7—9
图l—7—10
图l—7—11
图1—8—4
图1—8－5
图1—8－7
图1—8－8
图1—8－9
图1—8—10
图1—8—12
图1—8—13
图1—8—14
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