人教版高中物理选修31教案全册.docx

人教版高中物理选修全册 3-1 教案 人教版高中物理选修 3-1 精品教案 库仑定律、电场强度 (一)电荷守恒定律 1、电荷既不能创造，也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部 分转移到另一部分，在转移过程中，电荷的总量保持不变。这个结论叫做电荷守恒定律。 2、电荷的多少叫电荷量，单位库伦，用 C 表示。最小的电荷叫元电荷，用 e 表示，e=1.60 ×10－19C。 3、带电粒子的电荷量与粒子的的质量之比， e m 1.76 1011C/kg. 叫做该粒子的比荷。 e 4、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正比，与它们距离 的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。 1（1）公式 F k q q2 （2）k=9.0×109N ·m 2/c2 1 r2 电荷量的单位是库仑（C）、力的单位是牛顿（N ）、距离单位米（m ）K 是静电力常量 适用条件：真空中，点电荷（注意：看作点电荷的前提是带电体间的距离远大于带电 体的尺寸） 微观粒子之间的万有引力远小于库仑力。 两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而改变。 5、点电荷：任何带电体都有形状和大小，其上的电荷也不会集中在一点上。当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，带电体的大小和形状忽略不计。这样的带电体可看作点电荷， 点电荷类似于力学中的质点，它是一种理想化的物理模型。 （二）电场 电场强度 1、电场的基本性质：就是对放入其中的电荷有力的作用，这种力叫做电场力。 2、电场强度 放入电场中某点的电荷受到的电场力 F 跟它的电荷量 q 的比值，叫做该点的电场强度， 简称场强。 （1）公式 E F （2）单位 V/m 1V/m=1N/C 但 E 与 F 和 q 无关，E 由场源和位置决 q 定。 矢量性：规定正电荷在该点受电场力的方向为该点场强的方向。 3、点电荷电场的场强 E k Q r2 4、电场的叠加原理：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电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和。这叫做电场的叠加原 理。 5、匀强电场 (1)定义：电场中各点场强的大小相等、方向相同的电场就叫匀强电场. 典型例题： 例1、有三个完全相同的金属小球 A、B、C，其中 A、B 分别带＋14Q 和－Q 的电量，C 不带电，A、B 球心间的距离为 r（远大于球的直径），相互吸引力为 F。现让 C 球先接触 A 球后，再与 B 球接触，当把 C 球移开后，A、B 两球的作用力的大小将变为 F。 精析： A、B 可看成点电荷， F ? K 14Q2 r 2 ，C 球与 A 球接触后，由电荷守恒定律知：A、C 两球各带＋7Q 的电量；C 球再与 B 球接触后，B、C 两球各带＋3Q 的电量，此时 A、B 两球 21Q2 3 3 间的相互作用为斥力 F1 ? K r 2 F1 : F ? 答案： 2 2 例2、真空中的两个点电荷A、B 相距20cm，A 带正电 QA=4.0×10－10C，已知 A 对 B 的吸引力F=5.4×10－8N，则 B 在 A 处产生的场强大小为 V/m，方向 ；A 在 B 处产生的场强大小是 V/m，方向是 . 精析： A 对 B 的作用力是 A 的电场对 B 的作用力，B 对 A 的作用力是 B 的电场对 A 的作用 F 力，由牛顿第三定律知 F =5.4×10－8N，则 E ? BABA BA BA ? 135V / m ，方向由 A 指向 B，又由 Q A BABF ? k QAQ Q ? 6.0 ?10?10 C ， E ? F B AB ? 90V / m 方向由 B 指向 A. r 2 B AB Q B 23例4、如图所示：q1、q 、q 2 3 分别表示在一条直线上的三个点电荷，已知 q 与 q 之间的距为 l ， q2与 q3之间的距为 l ，且每个电荷都处于平衡状态。 2 121如q 1 2 1 为正电荷，则 q 为 电荷，q 为 电荷。 2 1 3 3q1、q2、q 三者电荷量大小之比是： ︰ ︰ 3 解析：就q2而言，q1和 q3只要带同种电荷便可能使其处于平衡状态，而对 q1和 q3，若都带正电荷，各自均受制另外两个电荷的斥力而不能保持平衡，只有同带负电荷，q2对其为吸引力， 另外一个电荷对其为斥力，当两力大小相等时才能处于平衡状态。 现再对 q 列方程有：(I ＋I )2 1 1 2 q q q q K 1 2 ? k 1 3 可得：q ︰q =l 2︰(l ＋l )2 I 2 (I ＋I )2 1 1 2 q q q q 2 3 1 1 2 q对 列方程有： K q