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1、高中物理人教版选修高中物理人教版选修3-1全册课件汇总全册课件汇总第三章：第三章： 磁场磁场第一章：第一章： 静电场静电场第二章：第二章： 恒定电流恒定电流1.1 1.1 电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律1.2 1.2 库仑定律库仑定律1.3 1.3 电场强度电场强度1.4 1.4 电势能和电势电势能和电势1.5 1.5 电势差电势差第一章：第一章：静电场静电场1.6 1.6 电势差与电场强度的关系电势差与电场强度的关系1.7 1.7 静电现象的应用静电现象的应用1.8 1.8 电容器的电容电容器的电容1.9 1.9 带电粒子在电场中的应用带电粒子在电场中的应用选修选修3 31 1 第一章第一

2、章 静电场静电场1.1电荷及其守恒定律电荷及其守恒定律 电荷亦称电，是实物的一种属性人们对电的认电荷亦称电，是实物的一种属性人们对电的认识最初来自摩擦起电现象和自然界的雷电现象例识最初来自摩擦起电现象和自然界的雷电现象例如，在公元如，在公元3世纪，我国晋朝张华的世纪，我国晋朝张华的博物志博物志中就中就有记载：有记载：“今人梳头，解着衣，有随梳解结，有光今人梳头，解着衣，有随梳解结，有光者，亦有咤声者，亦有咤声”这是世界上关于摩擦起电引起闪这是世界上关于摩擦起电引起闪光和噼啪之声的较早记载古人发现，用毛皮摩擦光和噼啪之声的较早记载古人发现，用毛皮摩擦过的琥珀能够吸引羽毛、头发等轻小物体随后人过的

3、琥珀能够吸引羽毛、头发等轻小物体随后人们进一步发现，摩擦后能够吸引轻小物体的现象并们进一步发现，摩擦后能够吸引轻小物体的现象并不是琥珀所独有的，像玻璃棒、火漆棒、硬橡胶棒、不是琥珀所独有的，像玻璃棒、火漆棒、硬橡胶棒、硫磺块或水晶块等，用毛皮或丝绸摩擦后也能吸引硫磺块或水晶块等，用毛皮或丝绸摩擦后也能吸引轻小物体轻小物体一、电荷一、电荷 凡是物体有了上述吸引轻小物体的性质，我们就说凡是物体有了上述吸引轻小物体的性质，我们就说它带了电当时因认识水平有限，人们还并不明了电它带了电当时因认识水平有限，人们还并不明了电的本质，认为电是依附在物体上的，因而把它称为电的本质，认为电是依附在物体上的，因而把

4、它称为电荷，并把电荷的携带者称为带电体习惯上也常常把荷，并把电荷的携带者称为带电体习惯上也常常把带电的微粒叫电荷例如运动电荷、自由电荷等，这带电的微粒叫电荷例如运动电荷、自由电荷等，这种名称一直沿用到现在实验证明，自然界中只存在种名称一直沿用到现在实验证明，自然界中只存在两种性质的电荷，而且同种电荷互相排斥；异种电荷两种性质的电荷，而且同种电荷互相排斥；异种电荷互相吸引为了区别两种电荷，历史上由美国富兰克互相吸引为了区别两种电荷，历史上由美国富兰克林首先提出：把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷林首先提出：把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷叫负电荷，而把绸子摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫正叫负电荷，

5、而把绸子摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫正电荷这种规定完全是人为的，并具有相对性，但国电荷这种规定完全是人为的，并具有相对性，但国际上一直沿用到今天际上一直沿用到今天一、电荷一、电荷电荷是一种物质属性电荷是一种物质属性1、自然界中有两种电荷、自然界中有两种电荷（富兰克林命名）富兰克林命名）（1）正电荷：）正电荷： 丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷 （2）负电荷：）负电荷： 毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。+_使物体带电的方法：1 1、摩擦起电、摩擦起电 微观解释：微观解释：电子从一

6、个物体电子从一个物体转移转移到另一个物体上。到另一个物体上。得到电子：带负电得到电子：带负电失去电子：带正电失去电子：带正电+摩擦起电摩擦起电生活中的物理，你做过么？生活中的物理，你做过么？现代科学早已把物质结构的秘密揭开：物质都是由现代科学早已把物质结构的秘密揭开：物质都是由分子组成而分子由原子组成，原子是由一个带正分子组成而分子由原子组成，原子是由一个带正电的原子核和一定数目的绕核运动的带负电的电子电的原子核和一定数目的绕核运动的带负电的电子组成原子核所带正电量的总数与核外所有电子的组成原子核所带正电量的总数与核外所有电子的负电量总数是相等的，且正电荷、负电荷分布的中负电量总数是相等的，且

7、正电荷、负电荷分布的中心（常称电荷中心）重合因而，在通常情况下，心（常称电荷中心）重合因而，在通常情况下，整个原子呈电中性（所谓不带电）当原子因某种整个原子呈电中性（所谓不带电）当原子因某种原因（如摩擦、受热、化学变化等），而失去一个原因（如摩擦、受热、化学变化等），而失去一个或几个电子时，原子就显为或几个电子时，原子就显为“带正电带正电”，获得额外，获得额外电子时，就显为电子时，就显为“带负电带负电”所以，所以，实质上物体的实质上物体的带电过程就是电子的得失过程比如用丝绸摩擦过带电过程就是电子的得失过程比如用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的正电荷，实质上就是由于两者摩擦，的玻璃棒所带的正电荷，实质上

8、就是由于两者摩擦，组成玻璃棒的原子上的若干电子转移到丝绸上，使组成玻璃棒的原子上的若干电子转移到丝绸上，使玻璃棒失去电子带正电，而丝绸得到电子带负电玻璃棒失去电子带正电，而丝绸得到电子带负电做一做做一做把带正电荷的把带正电荷的C球移近彼此接触的导体球移近彼此接触的导体A和和B，可以看到，可以看到A、B上的金属箔片都张开，上的金属箔片都张开，这表明这表明A、B都带上了电荷如果先把都带上了电荷如果先把C移移走，走，A和和B上的金属箔片就会闭合如果先上的金属箔片就会闭合如果先把把A和和B分开，再移走分开，再移走C，可以看到，可以看到A、B上上的金属箔片仍张开，接着让的金属箔片仍张开，接着让A和和B接

9、触，它接触，它们的金属箔片都闭合，这证明们的金属箔片都闭合，这证明A和和B分开后分开后所带的是异种等量的电荷，重新接触后等所带的是异种等量的电荷，重新接触后等量异种电荷发生中和。量异种电荷发生中和。 使物体带电的方法：（2）感应起电：利用静电感应使物体带电，叫做感应起电 （3）静电感应的原因：把带电球C移近金属导体A和B时，导体上的自由电子被吸引过来，因此导体A和B带上了等量的异种电荷感应起电没有创造电荷，而是使物体中的正负电荷分开，将电荷从物体的一部分转移到另一部分 2 2、感应起电、感应起电使物体带电的方法：（1 1）静电感应静电感应：把电荷移近不带电的导：把电荷移近不带电的导 体，可以使

10、导体带电的现象，叫做静电体，可以使导体带电的现象，叫做静电 感应感应（2 2）感应起电感应起电：利用静电感应使物体：利用静电感应使物体带电，叫做感应起电带电，叫做感应起电 规律：规律：近端感应异种电荷，近端感应异种电荷， 远端感应同种电荷远端感应同种电荷使物体带电的方法：3 3、接触带电、接触带电微观解释：微观解释：电荷从一个物体转移到另一个物体电荷从一个物体转移到另一个物体例：两个完全一样的金属小球例：两个完全一样的金属小球A、B，其中，其中A带电为带电为Q，B不带电，将不带电，将A与与B接触后再分开，接触后再分开，则则A、B球的带电情况怎样？球的带电情况怎样？接触带电电荷分配原则接触带电电

11、荷分配原则 两个带有同种电荷的导体接触，电荷会重两个带有同种电荷的导体接触，电荷会重新分配，若不受外界影响，两个完全相同新分配，若不受外界影响，两个完全相同的带电导体的带电导体, ,接触后再分开接触后再分开, ,二者将原来所带二者将原来所带电量的总和平均分配电量的总和平均分配 两个带有异种电荷的导体，接触后先发生两个带有异种电荷的导体，接触后先发生正负电荷的中和，然后剩下的电荷量再进正负电荷的中和，然后剩下的电荷量再进行电荷的重新分配；如果两带电体完全相行电荷的重新分配；如果两带电体完全相同，则剩下的电荷平均分配同，则剩下的电荷平均分配例例1：毛皮与橡胶棒摩擦后，毛皮带正电，这是因为（：毛皮与

12、橡胶棒摩擦后，毛皮带正电，这是因为（ ） A毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上了毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上了 B毛皮上的一些正电荷转移到了橡胶棒上了毛皮上的一些正电荷转移到了橡胶棒上了 C橡胶棒上的一些电子转移到了毛皮上了橡胶棒上的一些电子转移到了毛皮上了 D橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上了橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上了结论：摩擦起电实质是电子从一个物体结论：摩擦起电实质是电子从一个物体转移转移到另到另一个物体上。一个物体上。得到电子：带负电得到电子：带负电失去电子：带正电失去电子：带正电例2：绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球a，a的表面镀有铝膜，在a的附近，有一个绝缘金属球b，开

13、始a、b都不带电，如图所示，现在使a带电，则：A、a、b之间不发生相互作用B、b将吸引a，吸住后不放C、b立即把a排斥开D、b先吸引a，接触后又把a排斥开D【例例】如图所示，不带电的枕形导体的如图所示，不带电的枕形导体的A、B两端各贴有一对金箔。当枕形导体的两端各贴有一对金箔。当枕形导体的A端靠近端靠近一带电导体一带电导体C时（时（ ） AA端金箔张开，端金箔张开，B端金箔闭合端金箔闭合 B用手触摸枕形导体后，用手触摸枕形导体后，A端金箔仍张端金箔仍张开，开，B端金箔闭合端金箔闭合 C用手触摸枕形导体后，将手和用手触摸枕形导体后，将手和C都移都移走，两对金箔均张开走，两对金箔均张开 D选项选项

14、A中两对金箔分别带异种电荷，中两对金箔分别带异种电荷，选项选项C中两对金箔带同种电荷中两对金箔带同种电荷BCD 通过刚才对三种起电方式本质的分析，思考满足共同的规律是什么？由此我们可以得出的结论是什么？1 1、起电的本质、起电的本质 无论是哪种起电方式无论是哪种起电方式, ,其本质都其本质都是将正、负电荷分开是将正、负电荷分开, ,使电荷发生使电荷发生转移，并不是创造电荷转移，并不是创造电荷. .二、电荷守恒定律：二、电荷守恒定律：2 2、电荷守恒定律、电荷守恒定律 （物理学的基本定律之一 ） 表述一：表述一： 电荷既不能创造电荷既不能创造, ,也不能消灭也不能消灭, ,它只能从它只能从一个物

15、体转移到另一个物体一个物体转移到另一个物体, ,或从物体的或从物体的一部分转移到另一部分一部分转移到另一部分, ,在转移的过程中，在转移的过程中，系统的电荷总数保持不变系统的电荷总数保持不变. . 表述二：表述二： 一个与外界没有电荷交换的系统，电一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变。荷的代数和总是保持不变。阅读课本，了解以下几个物理概念：阅读课本，了解以下几个物理概念：电荷量电荷量 元电荷元电荷 比荷比荷 电荷的多少叫做电荷量符号：电荷的多少叫做电荷量符号：Q或或q 单位：库仑单位：库仑 符号：符号：C 电子所带的电荷量，用电子所带的电荷量，用e表示，表示， e=1.601

16、0-19C注意：所有带电体的电荷量或者等于注意：所有带电体的电荷量或者等于e，或者等于，或者等于e的整数倍。电荷量是不能连续变化的物理量。最早的整数倍。电荷量是不能连续变化的物理量。最早由美国物理学家密立根测得。由美国物理学家密立根测得。电荷的电荷量电荷的电荷量q与其质量与其质量m的比值的比值q/m，符号：，符号：C/总结：总结：一、电荷一、电荷1、自然界中有两种电荷、自然界中有两种电荷（富兰克林命名）富兰克林命名）（1）正电荷）正电荷 （2）负电荷）负电荷 2.使物体带电的方法：使物体带电的方法：摩擦起电摩擦起电接触带电接触带电感应起电感应起电二、电荷守恒定律二、电荷守恒定律元电荷元电荷三、

17、几个概念三、几个概念电荷量电荷量 比荷比荷 例1：科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，为了方便，常常用元电荷作为电量的单位，关于元电荷，下列论述正确的是：A、把质子或电子叫元电荷B、1.6010-19C的电量叫元电荷C、电子带有最小的负电荷，其电量的绝对值叫元电荷D、质子带有最小的正电荷，其电量的绝对值叫元电荷答案：B、C、D 例2：有A、B、C三个塑料小球，A和B，B和C，C和A间都是相互吸引的，如果A带正电，则 ：AB、C球均带负电BB球带负电，C球带正电CB、C球中必有一个带负电，而另一个不带电DB、C球都不带电答案：C例：有三个完全一样的绝缘金属球，例：有三个完全一样的绝缘金属球，A

18、球带的球带的电荷量为电荷量为q，B、C均不带电。现要使均不带电。现要使B球带的球带的电荷量为电荷量为3q/8，应该怎么办？，应该怎么办？选修选修3 31 1 第一章第一章 静电场静电场1.2库仑定律库仑定律既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间相互作用力的大小决定于那些因素呢相互作用力的大小决定于那些因素呢同种电荷相互排斥、同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引。异种电荷相互吸引。实验表明，电荷之间的作用力随着电荷量实验表明，电荷之间的作用力随着电荷量 的增大而增大，随着距离的增大而减小的增大而增大，随着距离的增大而减小 电荷间的作用力与它们带的电荷量以电荷间

19、的作用力与它们带的电荷量以及距离有关，那么电荷之间相互作用力的及距离有关，那么电荷之间相互作用力的大小会不会与万有引力的大小具有相似的大小会不会与万有引力的大小具有相似的形式呢？形式呢？早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互作用的定性规律相互作用的定性规律,定量讨论电荷间相定量讨论电荷间相互作用则是两千年后的法国物理学家库互作用则是两千年后的法国物理学家库仑仑.库仑做了大量实验库仑做了大量实验,于于1785年得出了库年得出了库仑定律仑定律.我有办法我有办法！库仑在库仑在17361736年年6 6月月1414日生于法国昂古莱姆库仑家日生于法国昂古莱姆库仑家里很有

20、钱，在青少年时期，他就受到了良好的教育。著里很有钱，在青少年时期，他就受到了良好的教育。著有有电力定律电力定律 、电气与磁性电气与磁性等书。不仅在力学等书。不仅在力学和电学上都做出了重大的贡献，做为一名工程师，他在和电学上都做出了重大的贡献，做为一名工程师，他在工程方面也作出过重要的贡献工程方面也作出过重要的贡献库仑定律库仑定律1 1、内容：真空中两个静止点电荷之间的相互、内容：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正比，与作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。在它们的连线上。2

21、2、电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力、电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力. . 静电力常量：静电力常量：k=9.0k=9.010109 9N Nm m2 2/C/C2 24 4、方向：同性相斥、方向：同性相斥, ,异性相吸异性相吸. .3 3、公式、公式221rqqkF库仑研究定律的过程库仑研究定律的过程1.提出假设提出假设2.做出假说做出假说3.实验探究实验探究（1）实验构思）实验构思（2）实验方案）实验方案（3）对假说进行进行修正和推广）对假说进行进行修正和推广 定性关系：定性关系： 电荷量越大，距离越小，电荷量越大，距离越小， 电荷之间的作用力越大电荷之间的作用力越大21qqF2221

22、qqF 定量关系？定量关系？ r r一定时，一定时，r1F2r1F q q一定时，一定时， 提出困难（测提出困难（测F F、q q1 1、q q2 2、r r） 1 1、F F太小不易测量太小不易测量 2 2、没有电荷量的概念、没有电荷量的概念q q无法测量无法测量阅读问题 1、库仑通过什么方法比较力的大小？ 2、库仑通过什么方法比较电荷量的大 小？ 1.q 1.q1 1、q q2 2一定时，探究一定时，探究F F与与r r的关的关系系 2.r 2.r一定时，探究一定时，探究F F与的与的q1、q2关系关系 库仑的实验库仑的实验 研究方法：研究方法： 结论：结论：F1/rF1/r2 2 结论：

23、即结论：即 F qF q1 1q q2 2 实验方案实验方案思想方法思想方法 1、小量放大思想、小量放大思想 2、电荷均分原理、电荷均分原理控制变量法控制变量法. .5 5、适用条件、适用条件（1 1）. .真空中（空气中近似成立）真空中（空气中近似成立）（2 2）. .点电荷点电荷. .b.b.点电荷是一个理想化的模型，实际点电荷是一个理想化的模型，实际生活中并不存在。生活中并不存在。a.a.内容：当带电体的大小、形状比起相互内容：当带电体的大小、形状比起相互作用的距离小很多时作用的距离小很多时, ,以至带电体的形状、以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间作用力的大小及电荷分布状况对

24、它们之间作用力的影响可以忽略不计时，带电体可视为点电影响可以忽略不计时，带电体可视为点电荷荷. .课堂训练课堂训练1 1、下列说法中正确的是：、下列说法中正确的是：A .点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是点电荷是一种理想模型，真正的点电荷是 不存在的不存在的B .B .点电荷就是体积和带电量都很小的带电体点电荷就是体积和带电量都很小的带电体C .C .根据根据 可知，当可知，当r 0 r 0 时时,F ,F D .一个带电体能否看成点电荷，不是看它的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究

25、的问题的影响是否可以忽略不计1 22q qFkr 答案：AD 当带电球体的大小、形状不可以忽略时，是当带电球体的大小、形状不可以忽略时，是否可以看做是集中在球心位置的点电荷？否可以看做是集中在球心位置的点电荷？2 2、如果是两个球形带电导体：不可以、如果是两个球形带电导体：不可以1 1、如果是两个电荷分布均匀的带电球体可以、如果是两个电荷分布均匀的带电球体可以思考题思考题课堂训练课堂训练2 2、两个半径为、两个半径为0.3m0.3m的金属球，球心相的金属球，球心相距距1.0m1.0m放置，当他们都带放置，当他们都带1.51.510105 5 C C的正电时，相互作用力为的正电时，相互作用力为F

26、 F1 1 ，当，当它们分别带它们分别带+1.5+1.510105 5 C C和和1.51.510105 5 C C的电量时，相互作用的电量时，相互作用力为力为F F2 2 , , 则（则（ ） A AF F1 1 = F = F2 2 B BF F1 1 F F2 2 C CF F1 1 F F2 2 D D无法判断无法判断 答案：B 3 3、已知电子的质量、已知电子的质量m m1 1=9.10=9.101010-31-31kgkg，质子的质量，质子的质量m m2 2=1.67=1.671010-27-27kgkg，它们之间的距离为，它们之间的距离为5.35.3* *1010-11-11m

27、m（结果保留一位有效数值）（结果保留一位有效数值）F F引引=3.6=3.61010-47-47N N（2 2）异种电荷相互吸引质子）异种电荷相互吸引质子给电子的的引力为多少？给电子的的引力为多少？（1 1）它们之间的万有引力？）它们之间的万有引力？（3 3）电子给质子的库仑力？）电子给质子的库仑力？（4 4）电子绕质子运动的向心力由谁提供？）电子绕质子运动的向心力由谁提供？（5 5）在电子、质子连线的垂直平分线上放一电）在电子、质子连线的垂直平分线上放一电子，与质子、电子构成等边三角形，求此时质子，与质子、电子构成等边三角形，求此时质子受到的合力？子受到的合力？ F F电电=8.2=8.21

28、010-8-8N NF F电电=8.2=8.21010-8-8N NF F合合=14.2=14.21010-8-8N N 从例题可以看出：电子和质子的静电力是它们间万有引力的2.31039倍.正因如此,以后在研究带电微粒间相互作用时,经常忽略万有引力. 库仑定律和万有引力定律都遵从平方反比规律,人们至今还不能说明它们的这种相似性,物理学家还在继续研究.典型例题例3、图1.2-3小小 结结1 1、内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力、内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力, ,跟它们的电荷量的乘积成正比跟它们的电荷量的乘积成正比, ,跟它们的距离的跟它们的距离的二次方成反比二次方成反比, ,作

29、用力的方向在它们的连线上作用力的方向在它们的连线上. .3 3、适用条件：、适用条件： 真空（空气中近似成立）真空（空气中近似成立） 点电荷点电荷4 4、点电荷：是一种理想模型，带电体的形状、点电荷：是一种理想模型，带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间作用力的影响大小及电荷分布状况对它们之间作用力的影响可以忽略不计时，带电体可视为点电荷可以忽略不计时，带电体可视为点电荷. .k=9.0k=9.010109 9N Nm m2 2/C/C2 2221rqqkF2 2、公式：、公式：选修选修3 31 1 第一章第一章 静电场静电场1.3电场强度电场强度脚踢球，脚对球的力 直接作用在球上 两电荷

30、间相互作用时不直接接触，它们之间的相互作用怎样产生的?电场电场AA产生的电场产生的电场BB受到的力是受到的力是A产生产生的电场对的电场对B的作用力的作用力BFFB产生的电场产生的电场A受到的力是受到的力是B产生产生的电场对的电场对A的作用力的作用力A一、电场一、电场1、产生:任何带电体周围存在的一种特殊物质.2、基本性质:对放入的电荷有力的作用.(这种力叫电场力) 不同的电荷不同的电荷q q在电场的同一点所受在电场的同一点所受的电场力的电场力F F是不同的。是不同的。 实验表明，在电场中的同一点，比值实验表明，在电场中的同一点，比值F/qF/q是恒定的。是恒定的。1 、试探电荷: 条件:体积足

31、够小,电量足够小. 同一试探电荷q在电场中的不同点受到的电场力的大小是否相同? 电荷电荷q在距在距Q较较近的近的A点，受到点，受到的电场力大的电场力大. 电荷电荷q在距在距Q较较远的远的B点，受到点，受到的电场力小的电场力小.电场的不同点电场的不同点F/qF/q是不同的。是不同的。2 2 定义定义: : 放入电场中某点的电荷所受的放入电场中某点的电荷所受的电场力电场力F F跟它的电荷量跟它的电荷量q q的比值，叫做这的比值，叫做这点的电场强度，简称场强。点的电场强度，简称场强。1 1 试探电荷试探电荷: :(2)比值定义法：比值定义法： 电场中某一点的场强与场源电荷有关，电场中某一点的场强与场

32、源电荷有关， 与场中的位置有关，而与试探电荷无关。与场中的位置有关，而与试探电荷无关。(3)物理意义：反映电场本身的性质物理意义：反映电场本身的性质N/CN/C 规定,电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同 3、真空中、真空中一点电荷的电荷量为一点电荷的电荷量为Q Q，在，在距此点电荷距此点电荷r r处的处的A A点的电场强度是多少？点的电场强度是多少？则该点的场强为则该点的场强为Q Q是场源电荷的电量，是场源电荷的电量，r r是场中某点到场源电荷的距离是场中某点到场源电荷的距离. . 在电场中画一些曲线，使在电场中画一些曲线，使曲线上每一点的切线方向与该曲线上每一点的切线方

33、向与该点的场强方向一致点的场强方向一致. .四四电场线电场线点电荷的电场线电场线越密的地方，场强越大；电场线越密的地方，场强越大；电场线越疏的地方，场强越小。电场线越疏的地方，场强越小。 等量异种点电荷的电场线1 1、两点电荷连线上各点、两点电荷连线上各点电场线方向从正电荷指电场线方向从正电荷指向负电荷向负电荷2 2、两点电荷连线的中垂面（中垂线）上，电场线方、两点电荷连线的中垂面（中垂线）上，电场线方向均相同，场强方向均相同，且总与中垂面（线）向均相同，场强方向均相同，且总与中垂面（线）垂直，在中垂线上到两点电荷中点垂直，在中垂线上到两点电荷中点O O点等距离处各点点等距离处各点的场强相等。

34、的场强相等。3 3、在中垂面（线）上的电荷受到的电场力的方向总、在中垂面（线）上的电荷受到的电场力的方向总与中垂面（线）垂直，因此，在中垂面（线）上移与中垂面（线）垂直，因此，在中垂面（线）上移动电荷时电场力不做功。动电荷时电场力不做功。EEE等量同种点电荷的电场线1、两点电荷连线中点O处场强为零2、中点O附近的电场线非常稀疏，但场强并不为零3、两点电荷连线中垂面（线）上，场强方向总沿面（线）远离 O（等量正电荷）4、在中垂面（线）上从O点到无穷远，电场线先变密后变疏，即场强先变强后变弱。（1 1） 静电场的电场线总是从正电荷（或静电场的电场线总是从正电荷（或者从无穷远）出发到负电荷终止（或者

35、者从无穷远）出发到负电荷终止（或者延伸到无穷远）；延伸到无穷远）；（2）电场线越密的地方，场强越大）电场线越密的地方，场强越大; 电电场线越稀的地方，场强越小；场线越稀的地方，场强越小；（3）任意两条电场线都不相交；）任意两条电场线都不相交；电场线的性质电场线的性质E1E2如果相交，交点就会有两个切线方向，而同一点的场强和方向是唯一的。 各点场强大小和方向都相同的电场各点场强大小和方向都相同的电场叫匀强电场。叫匀强电场。匀强电场的电场线是怎样分布的？匀强电场的电场线是怎样分布的？匀强电场匀强电场电场线的特点：电场线的特点：E E 各点场强大小和方向都相同的电场各点场强大小和方向都相同的电场叫匀

36、强电场。叫匀强电场。匀强电场匀强电场电场线的特点： 距离相等的平行直线距离相等的平行直线 E E通常情况下怎样得到匀强电场？ 带等量异种电荷、大小相等、互带等量异种电荷、大小相等、互相靠近且正对的两平行金属板之间的相靠近且正对的两平行金属板之间的电场除边缘附近外就是匀强电场。电场除边缘附近外就是匀强电场。关于对电场线的认识和理解，注意（1）电场线是形象直观描述电场的空间曲线，是人为假想的线，并不是电场中真有这样的曲线存在（2）由于电场强度E在没有电荷的地方是连续的，而电场线却只能是一条一条离散分立的，所以从电场线只能看出电场分布的粗略轮廓，而不能确定某点的电场强度大小例如，不能说没有电场线的地

37、方（如两条电场线之间）的电场强度为零，反之则可以说没有电场的地方就没有电场线（3）电场线按定义是画成代表总电场强度E的连续曲线选修选修3 31 1 第一章第一章 静电场静电场1.4电势能和电势电势能和电势cosWF L 1 1、功的计算：、功的计算：2 2、重力的特点：、重力的特点：(1)(1)与路径无关与路径无关, ,由初末位置的高度差来决定由初末位置的高度差来决定. .(2)(2)重力做功重力做功W WG G与重力势能变化的关系与重力势能变化的关系12GPPPWEEE (3)(3)重力势能是相对的重力势能是相对的, ,须选定零势能参考面须选定零势能参考面功是能量转化的量度！功是能量转化的量

38、度！重力做重力做正功正功，重力势能，重力势能减少减少重力做重力做负功负功，重力势能，重力势能增加增加复习：复习： 一个一个试探电荷试探电荷在在电场中电场中某点由静止某点由静止释放释放, ,将如何运动将如何运动? ?E 在电场力作用下在电场力作用下电荷做加速运动电荷做加速运动, ,一段时间后获得一定的一段时间后获得一定的速度速度, ,试探电试探电荷的荷的动能动能增加增加. .+F什么能转换为动能的呢什么能转换为动能的呢? ?一、静电力做功的特点一、静电力做功的特点 在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷经过的路径无关与电荷经过的路径无关, ,只与电荷的起始

39、位置只与电荷的起始位置和终止位置有关。和终止位置有关。对于非匀强电场也适用对于非匀强电场也适用B+MAFq q+ WAB = F|AB|cos=qE|AM| 把正电荷沿不把正电荷沿不同路径从同路径从A A点移点移到到B B电场力做功？电场力做功？ 将将+q由由A移移到到B的过程电的过程电场力对电荷做场力对电荷做功为：功为：将将-q由由A移到移到B的过程，电场的过程，电场力对电荷做功为：力对电荷做功为：dAB+qELcosWqEdqEl电cosWqEdqEl电做功的过程是做功的过程是一个能量转化一个能量转化的过程，那么的过程，那么电场力做功的电场力做功的过程是什么能过程是什么能转化为什么能转化为

40、什么能呢？呢？二、电势能二、电势能 电场中的电荷由于受电场中的电荷由于受到电场力作用而具有的到电场力作用而具有的势能。势能。 正电荷从正电荷从A A点移到点移到B B点时点时, ,静电力做正功静电力做正功, ,电荷电荷的电势能减少的电势能减少. . 正电荷从正电荷从B B点移到点移到A A点时点时, ,静电力做负功静电力做负功, ,即电即电荷克服静电力做功荷克服静电力做功, ,电荷电荷的电势能增加的电势能增加. .ABE+vABE+v如果是负电荷情况相同如果是负电荷情况相同二、电势能二、电势能PBPAABEEW1 1、电荷在电场中具有与其位置有关的能量、电荷在电场中具有与其位置有关的能量叫电势

41、能。叫电势能。2 2、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小小3、电场力对电荷做负功，电荷的电势能、电场力对电荷做负功，电荷的电势能增加增加电场力做的功等于电势能变化量的负值电场力做的功等于电势能变化量的负值 例例1. 1. 如图如图, ,在场强在场强 的匀强电场中的匀强电场中, ,点电荷点电荷q=+1cq=+1c从从A A移动到移动到B,ABB,AB相距相距L=1m,L=1m,电场电场力做功为多少力做功为多少? ?电势能如何变化电势能如何变化? ?CNE310电荷在电荷在B B点具有的电势能多大？点具有的电势能多大？电势能减少电势能减少JWAB310EqFA

42、B设设A A点的电势能点的电势能0PAEWAB = EPAEPB =103JJJWEEABPAPB3310100电势能为负表示电势能为负表示的物理意义是什的物理意义是什么？么？+ 通常把电荷在离场源电荷无限远处通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上电势能规定为零。表面上电势能规定为零。 电荷在某点的电势能，等于静电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该处移动到零势能位电力把它从该处移动到零势能位置所做的功置所做的功电势能为负表示电荷在该处的电势能比电势能为负表示电荷在该处的电势能比 零零还要小还要小. .电势能是标量电势能是标量电势能

43、是相对的，与零势能面的选择有关。电势能是相对的，与零势能面的选择有关。电势能是电荷和电场所共有的，具有系统电势能是电荷和电场所共有的，具有系统 性性重力势能和电势能类比重力势能和电势能类比 重力场中，重力：地球和重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力物体之间存在的吸引力电场中，电场力：电荷之电场中，电场力：电荷之间的作用力间的作用力有重力就有重力势能有重力就有重力势能Ep= mgh有电场力就有相应的能，有电场力就有相应的能，叫电势能叫电势能EPEp由物体和地面间的相对由物体和地面间的相对位置决定位置决定EP由电荷间的相对位置决定由电荷间的相对位置决定电场力做正功，电势能就减少电场力做正功，

44、电势能就减少电场力做负功，电势能就增加电场力做负功，电势能就增加电场力作功，电势能改变电场力作功，电势能改变重力做功，重力势能改变重力做功，重力势能改变重力做正功，重力势能就减少重力做正功，重力势能就减少重力做负功，重力势能就增加重力做负功，重力势能就增加WW重重 = E= EP1P1-E-EP2P2WW电电 = E= EPAPA-E-EPBPB1、下列说法中，正确的是：、下列说法中，正确的是：A、把两个同种点电荷间的距离增大一些，电荷的电、把两个同种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加势能一定增加B、把两个同种点电荷间的距离减小一些，电荷的电、把两个同种点电荷间的距离减小一些，电荷的

45、电势能一定增加势能一定增加C、把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电、把两个异种点电荷间的距离增大一些，电荷的电势能一定增加势能一定增加D、把两个异种点电荷间的距离减小一些，电荷的电、把两个异种点电荷间的距离减小一些，电荷的电势能一定增加势能一定增加BC课堂训练：课堂训练：2、把电量、把电量q1=510-5C的电荷从电场中的的电荷从电场中的A点移到点移到B点，点，电场力做功电场力做功W1=10-3J，则电荷，则电荷q1在在A、B两点的电势能两点的电势能EA1与与EB1之差之差EA1-EB1=_J；若把若把q2=-110-4C的电荷从的电荷从A点移到点移到B点，电场力做功点，电场力做功W2=

46、_J，电荷，电荷q2从从A到到B电势能的变化量为多少？电势能的变化量为多少？3 3、将带电量为、将带电量为6 61010-6-6C C的负电荷从电场中的的负电荷从电场中的A A点移点移到到B B点，克服电场力做了点，克服电场力做了3 31010-5-5J J的功，再从的功，再从B B移移到到C C，电场力做了，电场力做了1.21.21010-5-5J J的功，则的功，则（1 1）电荷从）电荷从A A移到移到B B，再从，再从B B移到移到C C的过程中电势能的过程中电势能共改变了多少？共改变了多少？（2 2）如果规定）如果规定A A点的电势能为零，则该电荷在点的电势能为零，则该电荷在B B点点

47、和和C C点的电势能分别为多少？点的电势能分别为多少？（3 3）如果规定）如果规定B B点的电势能为零，则该电荷在点的电势能为零，则该电荷在A A点点和和C C点的电势能分别为多少？点的电势能分别为多少？增加了增加了1.81.81010-5-5J J. E EPCPC=1.8=1.81010-5-5 J J E EPCPC=-1.2=-1.21010-5-5 J JE EPBPB=3=31010-5-5 J J E EPAPA= -3= -31010-5-5 J J 电荷电场中在某一点的电势能与电荷电场中在某一点的电势能与它的电荷量的比值它的电荷量的比值qEP1 V = 1 J/C三、电势三、

48、电势1. 1. 定义定义: :2. 2. 公式公式: :3. 3. 单位单位: : 伏特伏特(V)(V) ( (计算时要计算时要代入正负号代入正负号) )4. 标量标量 ( (有正负有正负) )5. 5. 电势具有电势具有相对性相对性：确定电势确定电势, ,应先规定电应先规定电场中某处的电势为零场中某处的电势为零.( .(通常规定离场源电荷通常规定离场源电荷无限远处无限远处或或大地大地的电势为零的电势为零.) .) 例例1. 1. 试探电荷试探电荷q q1 1放在电场中的放在电场中的A A点点, ,电电势能为势能为E(E(规定无限远处电势能为零规定无限远处电势能为零),A),A点的电势为点的电

49、势为_,_,若把试探电荷若把试探电荷q q1 1换成试探电荷换成试探电荷q q2 2放在电场中的放在电场中的A A点点,A,A点的电势为点的电势为_ (_ (仍规定无限仍规定无限远处电势能为零远处电势能为零). ).1qE1qE 例例2. 2. 将一电量为将一电量为 的点电荷从的点电荷从电场外一点电场外一点P P移至电场中某点移至电场中某点A, A, 电场力做电场力做 功功 , ,求求A A点的电势点的电势. .cq6102J5104解解: : 场外一点场外一点P P的电势为的电势为0pJWEPA5104VVqEPAA2010210465从从P A,P A,电场力做的功电场力做的功 PAEW

50、注意注意: :计算电势首先要规定计算电势首先要规定零电势处零电势处, ,且且电势可以为电势可以为负负. .沿着电场线方向，电势如何变化呢？沿着电场线方向，电势如何变化呢？4、沿着电场线的方向，电势越来越低、沿着电场线的方向，电势越来越低如何确定电场中某点的电势呢？如何确定电场中某点的电势呢？5、电势具有相对性，先规定电场中某处的电势、电势具有相对性，先规定电场中某处的电势为零，然后才能确定电场中其他各点的电势。为零，然后才能确定电场中其他各点的电势。（通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为（通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零）零）四、等势面四、等势面电场中电势相同的各点构成的面电场中电势