高二物理導(dǎo)學(xué)案

高二物理導(dǎo)學(xué)案

目錄

第九章電場(chǎng)

§9.1電荷及其守恒定律........................................................034

§9.2庫(kù)侖定律...............................................................040

§9.3電場(chǎng)強(qiáng)度................................................................044

§9.4電勢(shì)能和電勢(shì)............................................................055

§9.5電勢(shì)差...................................................................067

§9.6電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系..................................................073

§9.7靜電現(xiàn)象的.............................................................079

§9.8電容器的電容............................................................081

§9.9帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng).................................................090

第十章恒定電流

§10.1電源和電流.............................................................103

§10.2電動(dòng)勢(shì).................................................................107

§10.3歐姆定律...............................................................110

§10.4串聯(lián)電路和并聯(lián)電路....................................................118

§10.5焦耳定律...............................................................127

§10.6電阻定律...............................................................135

§10.7閉合電路的歐姆定律（一）................................................145

§10.7閉合電路的歐姆定律（二）................................................150

§10.8多用電表...............................................................155

§10.9測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.................................................165

§10.10簡(jiǎn)單的邏輯電路........................................................172

第十一章磁場(chǎng)

§11.1磁現(xiàn)象和磁場(chǎng)........................................................176

§11.2磁感應(yīng)強(qiáng)度...........................................................178

§11.3幾種常見(jiàn)的磁場(chǎng)......................................................182

§11.4通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的...............................................187

§11.5運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力.............................................193

§11.6帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)...........................................197

§11.7洛倫茲力在現(xiàn)代五項(xiàng)技術(shù)中的應(yīng)用........................................206

§H.8帶點(diǎn)粒子在復(fù)合場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)...............................................215

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第九章電場(chǎng)

§9.1電荷及其守恒定律

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.知道自然界存在兩種電荷，知道同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引。

2.了解使物體帶電的方法，能從物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的角度認(rèn)識(shí)物體帶電的本質(zhì)。

3.知道元電荷、比荷、電荷守恒定律。

【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】元電荷的概念.電荷守恒定律

【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】利用電荷守恒定律分析解決相關(guān)問(wèn)題摩擦起電和感應(yīng)起電的相關(guān)問(wèn)題。

任務(wù)一【自主學(xué)習(xí)】

1.在探索微小粒子的歷程中，認(rèn)識(shí)到原子是由和組成的。原子核是由

和組成的。

2.電子、質(zhì)子、中子這三種微粒，帶正電的是,帶負(fù)電的是,不帶電的是。

3.自然界中只存在兩種電荷和：同種電荷互相1異

種電荷互相。

4.（1）原子核的正電荷數(shù)量與核外電子的負(fù)電荷的數(shù)量一樣多，所以整個(gè)原子對(duì)表

現(xiàn)為電中性。

（2）不同物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)不同，核外電子的多少和運(yùn)動(dòng)情況也不同。在金屬中離原子核最遠(yuǎn)的電子

往往會(huì)脫離原子核的束縛而在金屬中自由活動(dòng)，這種電子叫做自由電子。失去這種電子的原子便成為

帶正電的離子，離子都在自己的平衡位置上振動(dòng)而不移動(dòng)，只有自由電子穿梭其中。所以金屬導(dǎo)電時(shí)

只有在移動(dòng)。

物體起電的原因

（-）摩擦起電

1.兩個(gè)不同物體相互摩擦的過(guò)程中，都有一些脫離原子核的束縛而到對(duì)方，通常轉(zhuǎn)

移到對(duì)方的電子數(shù)并不相等，失去電子（多）的物體顯示出帶,得到電子（多）的物體顯

示出帶。

2.摩擦起電的原因：不同物質(zhì)的原子核束縛電子的能力不同。

實(shí)質(zhì)：實(shí)質(zhì)是物體中的轉(zhuǎn)移

結(jié)果：兩個(gè)相互摩擦的物體帶上了等量_______________電荷.

練習(xí)1.毛皮與橡膠棒摩擦后，毛皮帶正電，這是因?yàn)椋ǎ?/p>

A.毛皮上的一些電子轉(zhuǎn)移到橡膠棒上了B.毛皮上的一些正電荷轉(zhuǎn)移到了橡膠棒上了

C.橡膠棒上的一些電子轉(zhuǎn)移到了毛皮上了D.橡膠棒上的一些正電荷轉(zhuǎn)移到毛皮上了

3

(-)接觸帶電

(1)產(chǎn)生？結(jié)果？

思考a：接觸帶電的實(shí)質(zhì)是自由電子在的轉(zhuǎn)移。

思考b：兩個(gè)完全相同的帶電導(dǎo)體，接觸后再分開(kāi)，二者所帶電量怎樣分配呢？

(2)電中和現(xiàn)象及電荷均分原理：

a..兩個(gè)帶電荷的物體相互接觸后都不顯電性，這種現(xiàn)象叫做電中和現(xiàn)象。

b..兩個(gè)相因的帶電金屬導(dǎo)體接觸后，電荷要重新分配，這種現(xiàn)象叫做電荷均分原理。

c.①若為帶電導(dǎo)體球和不帶電導(dǎo)體球接觸，則電荷平分

接電后再分開(kāi)

O4O---------o40—

②若兩個(gè)帶電導(dǎo)體球?yàn)橥N電荷，則總電荷平分

OO--------o0

2Q6Q*34Q

③若兩個(gè)帶電導(dǎo)體球?yàn)楫惙N電荷，則先中和再平分

練習(xí)2.兩個(gè)完全相同的金屬球，一個(gè)帶+6x10-8(2的電量，另一個(gè)帶一2*10-8(3的電量。把兩球接觸

后再分開(kāi)，兩球分別帶電多少？

(三)感應(yīng)起電

思考1：把帶正電荷的球C移近導(dǎo)體A,箔片有什么變化，現(xiàn)象說(shuō)明c。G彳|)

AW~lTTr7\

了什么呢？然后又移走C呢？

思考2：如果先把A和B分開(kāi)，然后移開(kāi)C,箔片什么變化，這種現(xiàn)象又說(shuō)明什么呢?

思考3：在上一步的基礎(chǔ)上，再讓A和B接觸，又會(huì)看到什么現(xiàn)象呢？這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明了什么呢？

4

1.金屬導(dǎo)體中存在著大量的可以自由移動(dòng)的

2.如圖所示，帶正電的球C靠近枕形導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體中的______

就被吸引過(guò)來(lái)，左端出現(xiàn)電荷；右端cQGA口3

W'八寸"八

則帶有—電荷。分開(kāi)導(dǎo)體A、B,再移去球C,則導(dǎo)體A、

B就成為帶電體，其電性,電量（絕對(duì)值）。--------叢一

3.在帶電體的影響下，（中性）導(dǎo)體兩端出現(xiàn)異種電荷的現(xiàn)象叫做_______________。利用

使物體帶電叫做o

實(shí)質(zhì)：自由電子從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。

規(guī)律：近端感應(yīng)種電荷，遠(yuǎn)端感應(yīng)種電荷

（四）起電：使不帶電的物體通過(guò)某種方式轉(zhuǎn)化為帶電狀態(tài)的過(guò)程叫。常見(jiàn)的起電方式

有.和O

例如：（1）用毛皮摩擦過(guò)的硬橡膠棒帶電荷，毛皮帶電荷；用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶—

電，絲綢帶電。

（2）不帶電的導(dǎo)體在靠近帶電體時(shí)，導(dǎo)體中的自由電荷受到帶電體的作用而重新分布，使導(dǎo)體的兩

端出現(xiàn)電荷o

（3）一個(gè)帶電的金屬球跟另一個(gè)與它完全相同的不帶電的金屬球接觸后，兩者必定帶上等量同種電

荷。

（五）電荷守恒定律

1.電荷量（—）：電荷的多少，簡(jiǎn)稱電量。單位：，符號(hào)：―

2.元電荷是一個(gè)電子或質(zhì)子所帶的電荷量，它是電荷量的最—單位。

元電荷的值：e=,最早由美國(guó)物理學(xué)家測(cè)定。

注意：所有帶電體的電荷量或者等于e,或者等于e的整數(shù)倍。就是說(shuō)，電荷量是不能連續(xù)變化的物

理量。

3.比荷（荷質(zhì)比）：帶電體的與其的比值。

比荷：電子的電荷量e和電子的質(zhì)量，底的比值，為-2-=1.76xlO”C/kg

4.電荷守恒定律：電荷既不能,也不會(huì),只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，

或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分；在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，電荷量的總量保持不變。

注意：電荷守恒定律是自然界重要的基本定律之一。在發(fā)生正負(fù)電荷湮沒(méi)的過(guò)程中，電荷的代數(shù)和仍然

不變，所以電荷守恒定律也常常表述為：一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變。

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（六）驗(yàn)電器與靜電計(jì)的異同

1.驗(yàn)電器的構(gòu)造：驗(yàn)電器的球形金屬外殼與帶有金屬小球的金屬桿是絕緣

的，金屬桿的下端有很薄的金屬箔片.

靜電計(jì)是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上改造而成的。靜電計(jì)也是主要有相互絕緣的兩部分構(gòu)n

造而成。除金屬外殼外，中間的金屬桿下端有一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的指針，指針轉(zhuǎn)動(dòng)的角/力、

度可由固定在外殼上的表盤讀出，如圖所示

2.靜電計(jì)的設(shè)計(jì)原理

靜電計(jì)相當(dāng)于一個(gè)電容很小的電容器，當(dāng)將靜電計(jì)的金屬球，金屬外殼分別與被

測(cè)電容的兩級(jí)相連時(shí)，靜電計(jì)就從被測(cè)電容上獲得電荷達(dá)到與被測(cè)電容的電壓相同，因靜電計(jì)的電容

很小，此過(guò)程中引起被測(cè)電容上的電荷量的變化可忽略，被測(cè)電容兩級(jí)間的變化也可忽略，即靜電計(jì)

上的電壓總是等于被測(cè)電容上的電壓。則靜電計(jì)所帶的電荷量口=比正比于被測(cè)電壓，被測(cè)電壓越高,

靜電計(jì)所帶電荷量越多，靜電計(jì)指針與金屬桿間的靜電斥力就越大，指針偏角就越大。利用指針偏角

與被測(cè)電壓間的關(guān)系即可測(cè)靜電電壓。驗(yàn)電器與靜電計(jì)的設(shè)計(jì)原理是相同的，即同種電荷相斥。

3.注意事項(xiàng)

（1）使用驗(yàn)電器是判斷物體是否帶電，驗(yàn)電器在使用前不要帶電。

（2）驗(yàn)電器與靜電計(jì)的兩金屬桿與外殼一定要保持絕緣

（3）靜電計(jì)所測(cè)的電壓不是很準(zhǔn)確，但能觀察出電容器上電壓的變化

任務(wù)二【達(dá)標(biāo)提升】

1.下列說(shuō)法正確的是（）

A.摩擦起電和靜電感應(yīng)都是使物體正負(fù)電荷分開(kāi)，而總電荷量并未變化

B.毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒帶負(fù)電，摩擦過(guò)程中橡膠棒上正電荷轉(zhuǎn)移到毛皮上

C.用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒帶正電是摩擦過(guò)程中玻璃棒得到電子

D.物體不帶電，表明物體中沒(méi)有電荷

2.帶電微粒所帶電量不可能是下列值中的（）

A.2.4x10」9cB.-6.4*10"9cc.-1.6x1048cD.4.0x10」7c

3.關(guān)于摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.摩擦起電說(shuō)明機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為電能，也說(shuō)明通過(guò)做功可以創(chuàng)造出電荷

B.摩擦起電說(shuō)明電荷可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體

C.感應(yīng)起電說(shuō)明電荷可以從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一個(gè)部分

D.感應(yīng)起電說(shuō)明電荷可以從帶電的物體轉(zhuǎn)移到原來(lái)不帶電的物體

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4.關(guān)于物體的帶電荷量，以下說(shuō)法中正確的是（）

A.物體所帶的電荷量可以為任意實(shí)數(shù)

B.物體所帶的電荷量只能是某些特定值

C.物體帶電+1.60XW9C,這是因?yàn)樵撐矬w失去了1.0x10］。個(gè)電子

D.物體帶電荷量的最小值為1.6X1019C

5.如圖所示，將帶電棒移近兩個(gè)不帶電的導(dǎo)體球，兩個(gè)導(dǎo)體球開(kāi)始時(shí)

互相接觸且對(duì)地絕緣，下述幾種方法中能使兩球都帶電的是（）廠

A.先把兩球分開(kāi)，再移走棒V

B.先移走棒，再把兩球分開(kāi)

C.先將棒接觸一下其中的一個(gè)球，再把兩球分開(kāi)為身

D.棒的帶電荷量不變，兩導(dǎo)體球不能帶電

6.一個(gè)帶正電的驗(yàn)電器如圖所示，當(dāng)一個(gè)金屬球A靠近驗(yàn)電器上的金屬球,

D

B時(shí)，驗(yàn)電器中金屬箔片的張角減小，則（）

A.金屬球A可能不帶電B.金屬球A一定帶正電（+>

C.金屬球A可能帶負(fù)電D.金屬球A一定帶負(fù)電J'

7.絕緣細(xì)線上端固定，下端掛一輕質(zhì)小球a,a的表面鍍有鋁膜。在a的近旁有一絕

緣金屬球b,開(kāi)始時(shí)，a、b都不帶電，如圖所示，現(xiàn)使b帶正電，則（）

A.b將吸引a,吸住后不放開(kāi)B.b先吸引a,接觸后又把a(bǔ)排斥開(kāi)

C.a.b之間不發(fā)生相互作用D.b立即把a(bǔ)排斥開(kāi)

8.如圖所示，原來(lái)不帶電的絕緣金屬導(dǎo)體MN,在其兩端下面都懸掛著金屬驗(yàn)電箔./―

若使帶負(fù)電的絕緣金屬球A靠近導(dǎo)體的M端，可能看到的現(xiàn)象是（）

A.只有M端驗(yàn)電箔片張開(kāi)，且M端帶正電,--------C

B.只有N端驗(yàn)電箔片張開(kāi)，且N端帶負(fù)電>YfAW

C,兩端的驗(yàn)電箔片都張開(kāi)，且左端帶負(fù)電，右端帶正電

D.兩端的驗(yàn)電箔片都張開(kāi)，且左端帶正電，右端帶負(fù)電

9.如圖所示，A、B是被絕緣支架分別架起的金屬球，并相隔一定距離，其中A帶正電，B不帶電,

則以下說(shuō)法中正確的是（）

A.導(dǎo)體B帶負(fù)電廠、上、

B.導(dǎo)體B左端出現(xiàn)負(fù)電荷，右端出現(xiàn)正電荷，并且電荷量大小相等UBJ

C.若A不動(dòng)，將B沿圖中虛線分開(kāi)，則左邊的電荷量小于右邊的電荷量

D.若A、B接觸一下，A、B金屬體所帶總電荷量保持不變

10.科學(xué)家在研究原子.原子核及基本粒子時(shí)，為了方便，常常用元電荷作為電量的單位，關(guān)于元電

荷，下列論述正確的是：（）

A.元電荷實(shí)質(zhì)上是指電子和質(zhì)子本身

B.所有帶電體的電荷量一定等于元電荷的整數(shù)倍

C.元電荷的數(shù)值通常取作e=l.6x10l9C

D.電荷量e的數(shù)值最早是由美國(guó)科學(xué)家密立根用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的

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§9.2庫(kù)侖定律

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.了解點(diǎn)電荷模型；

2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，了解電荷間的相互作用，明確庫(kù)侖定律，能運(yùn)用庫(kù)侖定律進(jìn)行相關(guān)計(jì)算

【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】掌握真空中點(diǎn)電荷間作用力大小的計(jì)算及方向的判定——庫(kù)侖定律

【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】真空中點(diǎn)電荷間作用力為一對(duì)相互作用力，遵從牛頓第三定律

任務(wù)一【自主學(xué)習(xí)】〒汴

1.電荷間的相互作用力大小與兩個(gè)因素有關(guān)：一是與入V

有關(guān)，二是與有關(guān)。

2.當(dāng)帶電體之間的比它們自身的大小大得多時(shí)，帶電體的形狀和

體積對(duì)相互作用力的影響可以忽略不計(jì)，這時(shí)的帶電體可以看作。

3.庫(kù)侖定律：真空中兩個(gè)間相互作用的靜電力跟它們的成正比，跟它們

的成反比，作用力的方向在_______________上。公式：F=,式中k叫

做。如果公式中的各個(gè)物理量都采用國(guó)際單位，即電量的單位用,力的單位用,

距離的單位用,則由實(shí)驗(yàn)得出k=9*109。使用上述公式時(shí)，電荷量Qi、Q2一般用

絕對(duì)值代入計(jì)算。

4.庫(kù)侖定律雖然只給出了點(diǎn)電荷之間的靜電力公式，但是任一帶電體都有可以看作是由許許多多點(diǎn)

電荷組成的。只要知道了帶電體上的電荷分布情況，根據(jù)庫(kù)侖定律和力的合成法則，就可以求出任意

帶電體之間的靜電力。

5.應(yīng)用庫(kù)侖定律時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

首先應(yīng)注意庫(kù)侖定律的適用條件。公式F=k&爭(zhēng)僅適用于中（空氣中近似成立）

的兩個(gè)間的相互作用。F

其次，應(yīng)注意將計(jì)算庫(kù)侖力的大小與判斷庫(kù)侖力的方向二者分別進(jìn)行，即應(yīng)用公式計(jì)算庫(kù)侖力的大小

時(shí)，不必將表示電荷Qi、Q2帶電性質(zhì)的、號(hào)代入公式中，只將其電量的絕對(duì)值代入，

先計(jì)算出力的大小，再根據(jù)同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引來(lái)判斷庫(kù)侖力的方向，這樣可以避

免將表示帶電性質(zhì)的符號(hào)代入公式中一起運(yùn)算，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果是正或負(fù)號(hào)來(lái)判定方向而帶來(lái)的麻煩和

可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤。再次，應(yīng)注意統(tǒng)一單位，因?yàn)殪o電力常量k=9xl09N.m2/c2是國(guó)際單位制中的單位。

6.靜電力也是一種“性質(zhì)力”，同樣具有力的共性。不能認(rèn)為兩個(gè)電量不同的點(diǎn)電荷相互作用時(shí)，一

定是電量大的受靜電力大（或?。?。實(shí)際上，兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力遵守牛頓定律

—大小相等、方向相反，并且一條直線上；如果一點(diǎn)電荷同時(shí)受到另外兩個(gè)點(diǎn)電荷的作用力，這兩

個(gè)力遵循力的合成法則，根據(jù)定則，可求出這個(gè)點(diǎn)電荷受到的合力。

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7.庫(kù)侖力與萬(wàn)有引力的比較

萬(wàn)有引力庫(kù)侖力

都是平方反比力

產(chǎn)生原因不同只要有質(zhì)量就有引力，存在于電荷間，不光有

因此稱為萬(wàn)有引力吸引也可能有排斥

決定力的因素相似吸引力與它們質(zhì)量積成正比庫(kù)侖力與它們的電量積成正比

共性都遵從牛頓第三定律

【應(yīng)用】：已知?dú)浜耍ㄙ|(zhì)子）質(zhì)量1.67X10-27kg.電子的質(zhì)量是9.IX10Tkg,在氫原子內(nèi)它們

之間的最短距離為5.3X10-'1m。試求氫核與核外電子之間的庫(kù)侖力和萬(wàn)有引力。計(jì)算結(jié)果說(shuō)明什

么問(wèn)題？

任務(wù)二【典例分析】

1.庫(kù)侖力的疊加

例1.兩個(gè)完全相同的金屬小球A、B,A球帶電量為+5.0x109C,B球帶電量為-7.0乂10%，兩

球相距1m。問(wèn)：它們之間的庫(kù)侖力有多大？若把它們接觸后放回原處，它們之間的相互作用力為多

大？

例2.真空中有三個(gè)同種的點(diǎn)電荷,它們固定在一條直線上，如圖所示,它們的電荷量均為4.0X10-12C,

求Q2受到靜電力的大小和方向。QIQ2Q3

??-------------T

擊0.2m-

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2.庫(kù)侖力作用下的平衡問(wèn)題：

例1.真空中有三個(gè)點(diǎn)電荷，它們固定在邊長(zhǎng)50cm的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，每個(gè)點(diǎn)電荷都是2X

IO-6c,求其中一個(gè)電荷所受的庫(kù)侖力。

例2.如圖所示，一個(gè)掛在絲線下端的帶正電的小球B,靜止在圖示位置；若固定的帶正電的小球A

電荷量為Q,B球的質(zhì)量為m,帶電荷量q,0=30。，A和B在同一水平線上,整個(gè)裝置處于真空中,

求A、B兩球之間的距離為多少?

例3.相距L的點(diǎn)電荷A、B的帶電量分別為+4Q和-Q,要引入第三個(gè)點(diǎn)電荷C,使三個(gè)點(diǎn)電荷都處

于平衡狀態(tài)，求電荷C的電量和放置的位置。

拓展若A、B為同號(hào)點(diǎn)電荷，引入第三個(gè)電荷C,使三個(gè)點(diǎn)電荷均平衡，則C應(yīng)放在何處？C的電性

和電量如何?

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任務(wù)三【達(dá)標(biāo)提升】

1.關(guān)于點(diǎn)電荷的說(shuō)法，正確的是（）

A.只有體積很小的帶電體才能看作點(diǎn)電荷

B.體積很大的帶電體一定不能看成點(diǎn)電荷

C.當(dāng)兩個(gè)帶電體的大小及形狀對(duì)它們之間的相互作用力的影響可忽略時(shí)，則它們可看作點(diǎn)電荷

D.一切帶電體都可以看成是點(diǎn)電荷

2.真空中有兩個(gè)點(diǎn)電荷，它們之間的靜電力為F,如果保持它們所帶的電量不變，將它們之間的距

離增大到原來(lái)的3倍，它們之間作用力的大小等于（）

A.FB.3FC.F/3D.F/9

3.A、B兩點(diǎn)電荷間的距離恒定，當(dāng)其他電荷移到A、B附近時(shí)，A、B間相互作用的庫(kù)侖力將（）

A.可能變大B.可能變小C.一定不變D.無(wú)法確定

4.兩個(gè)放在絕緣架上的相同金屬球，相距d,球的半徑比d小得多，分別帶q和3q的電荷，相互斥

力為3F,現(xiàn)將這兩個(gè)金屬球接觸，然后分開(kāi)，仍放回原處，則它們的相互斥力將變?yōu)椋ǎ?/p>

A.0B.FC.3FD.4F

5.關(guān)于庫(kù)侖定律的公式，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.當(dāng)真空中兩個(gè)電荷間距離r—8時(shí)，它們間的靜電力F-0

B.當(dāng)真空中兩個(gè)電荷間距離r-0時(shí)，它們間的靜電力Fts

C.當(dāng)兩個(gè)電荷間的距離r-oo時(shí)，庫(kù)侖定律的公式就不適用了

D.當(dāng)兩個(gè)電荷間的距離r-0時(shí)，電荷不能看成是點(diǎn)電荷，庫(kù)侖定律的公式就不適用了

6.要使真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力增大到原來(lái)的4倍，下列方法中可行的是（）

A.每個(gè)點(diǎn)電荷的帶電荷量都增大到原來(lái)的2倍，電荷間的距離不變

B.保持點(diǎn)電荷的帶電荷量不變，使兩個(gè)點(diǎn)電荷間的距離增大到原來(lái)的2倍

C.一個(gè)點(diǎn)電荷的帶電量加倍，另一個(gè)點(diǎn)電荷電量不變，同時(shí)將兩點(diǎn)電荷間的距離減小為原來(lái)的1/2

D.保持點(diǎn)電荷的帶電荷量不變，將兩點(diǎn)電荷間的距離減小為原來(lái)的1/2

7.兩個(gè)半徑相等體積不能忽略的金屬球相距r,它們帶有等量同種電荷q時(shí)，相互間的庫(kù)侖力為F”

若距離不變，它們帶有等量異種電荷q時(shí)，庫(kù)侖力為F2,則兩力大?。ǎ?/p>

A.F|>F2B.F!<F2C.F|=F2D.無(wú)法確定

8.真空中兩個(gè)同種點(diǎn)電荷Qi和Q2,它們相距較近，使它們保持靜止?fàn)顟B(tài)今釋放Q2,且Q2只在Qi

的庫(kù)侖力作用下運(yùn)動(dòng)，則在Q2運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度和加速度的變化情況是（）

A.速度不斷變大，加速度不斷變大B.速度不斷變大，加速度不斷變小

C,速度不斷變小，加速度不斷變大D,速度不斷變小，加速度不斷變小

11

9.兩個(gè)質(zhì)量分別是mi、m2的小球，各用長(zhǎng)為L(zhǎng)的絲線懸掛在同一點(diǎn),

當(dāng)兩球分別帶同種電荷，且電荷量分別為卬、q2時(shí)，兩絲線張開(kāi)一定

的角度4、名，如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（）

A若m]>m2，則B^mi=m2>則。1=%

C若m1<m2，則D若q[=q2，則0=%

10.如圖所示，三個(gè)完全相同的金屬小球a、b、c位于等邊三角形的三

個(gè)頂點(diǎn)上，a和c帶正電，b帶負(fù)電，a所帶電荷量的大小比b的小。已

知c受到a和b的靜電力的合力可用圖中四條有向線段中的一條來(lái)表示,

它應(yīng)是（）

A.F?B.F?C.F3D.F4

11.在邊長(zhǎng)為a的正方形的每一個(gè)頂點(diǎn)都設(shè)置一個(gè)電荷量為q的點(diǎn)電荷,如果保持它們位置不變，每

個(gè)電荷受到其他3個(gè)電荷的靜電力的合力是多大?

12.如圖所示，把質(zhì)量為0.2克的帶電小球A用絲線吊起，若將帶電量為4Xl（y8c的小球8靠近它,

當(dāng)兩小球在同一高度時(shí)且相距3cm,絲線與堅(jiān)直方向夾角為45。，求此時(shí)小球8受到庫(kù)侖力及小球/

帶的電量。

12

§9.3電場(chǎng)強(qiáng)度

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.知道電荷之間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的，知道電場(chǎng)是客觀存在的一種特殊的物質(zhì)形態(tài)。

2.理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念及其意義，知道電場(chǎng)強(qiáng)度的公式、單位、方向。

3.能根據(jù)庫(kù)侖定律的表達(dá)式和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，推導(dǎo)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的公式，并能夠用此公式進(jìn)

行有關(guān)的計(jì)算。知道電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理，并能用這一原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。

4.知道電場(chǎng)線的定義和特點(diǎn)，會(huì)用電場(chǎng)線描述電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向。

【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】1.理解電場(chǎng)強(qiáng)度的概念及其意義

2.應(yīng)用電場(chǎng)的疊加原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算

3.電場(chǎng)線特征

【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】應(yīng)用電場(chǎng)的疊加原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算

任務(wù)一【自主學(xué)習(xí)】

一.電場(chǎng)

1.電場(chǎng)：電場(chǎng)是在存在的一種，是傳遞電荷間相互作用的.

2.靜電場(chǎng)：電荷周圍的電場(chǎng)稱為靜電場(chǎng).

3.電場(chǎng)的基本性質(zhì)是對(duì),無(wú)論電荷靜止或運(yùn)動(dòng).

4.電荷間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的：電荷A強(qiáng)電場(chǎng)幽電荷8.

作用產(chǎn)亞

二.電場(chǎng)強(qiáng)度

1.概念：放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的點(diǎn)電荷所受與它的的比值，簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng).

2.物理意義：表示電場(chǎng)的.

3.定義式：E=（此公式適用于一切電場(chǎng)）。F指：；g指：電

荷的電荷量。電場(chǎng)強(qiáng)度與試探電荷所受電場(chǎng)力關(guān)，與試探電荷所帶電荷量________關(guān).電

場(chǎng)強(qiáng)度是由決定的。

4.單位：N/C或。

5.方向：物理學(xué)規(guī)定，電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向跟相同，

負(fù)電荷所受電場(chǎng)力的方向與該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向。

【注意】（1）試探電荷（檢驗(yàn)電荷）：用來(lái)檢驗(yàn)電場(chǎng)是否存在及其強(qiáng)弱分布情況的電荷；是研究電場(chǎng)

的工具.

（2）場(chǎng)源電荷（源電荷）激發(fā)或產(chǎn)生我們正在研究的電場(chǎng)的電荷.

13

三.真空中點(diǎn)電荷周圍的場(chǎng)強(qiáng)

在真空中點(diǎn)電荷。的電場(chǎng)中，在距。為r的尸點(diǎn)引入試探電荷4,q所受的庫(kù)侖力，

由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義可得.

(1)大?。篍—.

(2)方向：正點(diǎn)電荷；負(fù)點(diǎn)電荷o

(3)對(duì)公式E=4的理解，請(qǐng)同學(xué)們思考：

r

①、rfO時(shí)，ff8正確嗎？.

②、在以0為中心，以r為半徑的球面上，是否存在場(chǎng)強(qiáng)相同的兩點(diǎn)？

四.電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加

(1)電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為各個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的,這種關(guān)系叫做

電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加.

(2)電場(chǎng)的可疊加性也是電場(chǎng)與普通物質(zhì)的重要區(qū)別，場(chǎng)強(qiáng)的疊加本質(zhì)是矢量疊加，所以應(yīng)該用—

_____________定則計(jì)算.

五、電場(chǎng)線及其特點(diǎn)

1.電場(chǎng)線：電場(chǎng)線是畫(huà)在電場(chǎng)中的一條條,曲線上每點(diǎn)的表示該點(diǎn)的

電場(chǎng)強(qiáng)度方向，電場(chǎng)線不是實(shí)際存在的線，是為了而假想的線.

2.幾種特殊的電場(chǎng)線：

熟記五種特殊電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布，如下圖所示.

正電荷的電場(chǎng)負(fù)電荷的電場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng)

等量異種電荷的電場(chǎng)等量同種電荷的電場(chǎng)

14

3.等量同種電荷與等量異種電荷連線的中垂線上的電場(chǎng)分布及特點(diǎn)

比較項(xiàng)目等量同種點(diǎn)電荷等量異種點(diǎn)電荷

**

電場(chǎng)線圖

示

甲乙

比較項(xiàng)目等量同種電荷等量異種電荷

連線中點(diǎn)。處的場(chǎng)強(qiáng)

由。沿中垂線向外場(chǎng)強(qiáng)的變化

關(guān)于。點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn)/與8與8'場(chǎng)強(qiáng)

的關(guān)系

4.電場(chǎng)線的特點(diǎn)

(1)電場(chǎng)線是為了形象描述電場(chǎng)而引入的曲線，并不是真實(shí)存在的.

(2)電場(chǎng)線上每一點(diǎn)的方向跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致.

(3)在同一電場(chǎng)里，電場(chǎng)線的疏密表示.

(4)電場(chǎng)線起于電荷(或處)，止于電荷(或處).

(5)電場(chǎng)線在電場(chǎng)中不.

(6)電場(chǎng)線只能描述電場(chǎng)的方向及定性地描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱，是電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡.

(7)由于電場(chǎng)連續(xù)分布于空間，所以各條電場(chǎng)線之間空白處.

六.勻強(qiáng)電場(chǎng)

1.定義：電場(chǎng)中各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小、方向的電場(chǎng).

2.特點(diǎn)

(1)場(chǎng)強(qiáng)方向處處相同，電場(chǎng)線是平行直線.

(2)場(chǎng)強(qiáng)大小處處相等，要求電場(chǎng)線疏密程度相同，即電場(chǎng)線間隔相等.

15

任務(wù)二【合作探究】

1.電場(chǎng)線是否是電荷的運(yùn)動(dòng)軌跡？思考：電荷只在電場(chǎng)力作用下沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)的條件？

2.如圖試比較A、B兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大?。?/p>

AB

3.電場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算與疊加問(wèn)題

例1.如圖所示，真空中，帶電荷量分別為+0和一。的點(diǎn)電荷/、8相距r,則：

(1)兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)O的場(chǎng)強(qiáng)多大？

(2)在兩點(diǎn)電荷連線的中垂線上，距2、8兩點(diǎn)都為廠的。'點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)如何？

40耳

+Q-Q

例2.空間有三點(diǎn)A、B和C位于直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，且AB=4cm,BC=3cm?，F(xiàn)將點(diǎn)電荷QA

和QB分別放在A、B兩點(diǎn)，測(cè)得C點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為Ec=10V/m,方向如圖所示，求：(1)QA和QB的帶

電性質(zhì)；(2)如果撤掉QA，C點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向。

」B

4.靜電場(chǎng)與力學(xué)的綜合

例3.如右圖所示，豎直放置的兩塊足夠大的帶電平行板間形成一個(gè)方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域,

場(chǎng)強(qiáng)E=3X1()4N/C.在兩板間用絕緣細(xì)線懸掛一個(gè)質(zhì)量機(jī)=5X10-3kg的帶電小球，靜止時(shí)小球偏

離豎直方向的夾角。=60°(g取10m/s2).

試求：(1)小球的電性和電荷量；(2)懸線的拉力；

(3)若小球靜止時(shí)離右板"=5X102m,剪斷懸線后，小球經(jīng)多少時(shí)間碰到右極板.

16

任務(wù)三【達(dá)標(biāo)提升】

i.由電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式后=￡可知，在電場(chǎng)中的同一點(diǎn)（）

q

A.電場(chǎng)強(qiáng)度E跟F成正比，跟q成反比

B.無(wú)論點(diǎn)電荷所帶的電量如何變化，￡=￡始終不變

q

c.電場(chǎng)中某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，則在該點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力一定為零

D.一個(gè)不帶電的小球在P點(diǎn)受到的電場(chǎng)力為零，則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定為零

2.對(duì)于￡=￡和￡=理兩個(gè)公式，下列說(shuō)法正確的是（）

qr

A.q表示場(chǎng)中的試探電荷.Q表示場(chǎng)源電荷

B.E隨q的增大而減小，隨Q的增大而增大

C.￡=￡適用于包括點(diǎn)電荷在內(nèi)的所有場(chǎng)源的電場(chǎng)求場(chǎng)強(qiáng)，且E的方向和試探電荷所受的F一致

q

D.從￡=絲看，拿走QB,E就不存在了

r

3.在電場(chǎng)中的A、B兩處分別引入不同的試探電荷q,得到試探電荷所受的電

場(chǎng)力隨電荷量變化關(guān)系如圖所示，則（）

A.EA>EBB.EA〈EB

C.EA=EBD.不能判斷EA、EB的大小

4.一個(gè)試探電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力為F,這點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E,在圖中能正確反映外E、F

三者關(guān)系的是（）

5.在如下圖所示的四種電場(chǎng)中，分別標(biāo)記有八6兩點(diǎn).其中八b兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等、方向相

反的是（）

A.甲圖中與點(diǎn)電荷等距的a、6兩點(diǎn)

B.乙圖中兩等量異種電荷連線的中垂線上與連線等距的八〃兩點(diǎn)

C.丙圖中兩等量同種電荷連線的中垂線上與連線等距的人6兩點(diǎn)

D.丁圖中非勻強(qiáng)電場(chǎng)中的a、b兩點(diǎn)

17

6.真空中有一點(diǎn)A,跟形成電場(chǎng)的點(diǎn)電荷Q相距10cm.A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小是1.0X103N/C,方向指向

Q，可以判斷出Q是電荷，電量Q=C.把一個(gè)電子放在A點(diǎn)，所受電場(chǎng)力

是N?

7.A.8是一條電場(chǎng)線上的兩個(gè)點(diǎn)，一帶負(fù)電的微粒僅在電場(chǎng)力作用下以一定的初速度從/點(diǎn)沿電場(chǎng)

線運(yùn)動(dòng)到8點(diǎn)，其速度v與時(shí)間，的關(guān)系圖象如圖中所示.則此電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布可能是圖乙中的：

8.關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度和靜電力，以下說(shuō)法正確的是（）

A.電荷所受靜電力很大，該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一定很大

B.以點(diǎn)電荷為圓心，，?為半徑的球面上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同

C.如空間某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零.則試探電荷在該點(diǎn)受到的靜電力也為零

D.在電場(chǎng)中某點(diǎn)放入試探電荷夕，該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為E=P/q；取走g后，該點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)仍然為E=F/q

9.電場(chǎng)中的某點(diǎn)放一個(gè)檢驗(yàn)電荷，其電量為夕，受到的電場(chǎng)力為尸，則該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為￡=/,下

列說(shuō)法正確的是（）

A.若移去檢驗(yàn)電荷，則該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0

B.若檢驗(yàn)電荷的電量變?yōu)?g,則該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)變?yōu)?E

C.若放置到該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷變?yōu)橐?g,則場(chǎng)中該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小不變，但方向相反

D.若放置到該點(diǎn)的檢驗(yàn)電荷變?yōu)橐?g,則場(chǎng)中該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小方向均不變

如右圖所示，是某個(gè)點(diǎn)電荷的一根電場(chǎng)線，在電場(chǎng)線上。點(diǎn)由靜止/

10.小

釋放一個(gè)負(fù)電荷，它僅在電場(chǎng)力作用下沿電場(chǎng)線向8點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，下列判斷正%

確的是（）

A.電場(chǎng)線由8點(diǎn)指向/點(diǎn)，該電荷做加速運(yùn)動(dòng)，加速度越來(lái)越小

B.電場(chǎng)線由8點(diǎn)指向/點(diǎn)，該電荷做加速運(yùn)動(dòng)，其加速度大小變化由題設(shè)條件不能確定

C.電場(chǎng)線由1點(diǎn)指向8點(diǎn)，電荷做勻加速運(yùn)動(dòng)

D.電場(chǎng)線由8點(diǎn)指向/點(diǎn)，電荷做加速運(yùn)動(dòng)，加速度越來(lái)越大

11.如圖，在x軸上坐標(biāo)原點(diǎn)處放一帶電量為-Q的點(diǎn)電荷.在坐標(biāo)為2處放一帶電量為+4Q的點(diǎn)電荷,

則場(chǎng)強(qiáng)為零處的x坐標(biāo)為（）-Q+4Q

????A

A.4B.1C.-1D.-2—2024

18

12.如右圖所示，實(shí)線是勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線，虛線是某一帶電粒子通過(guò)該

電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，。、b是軌跡上兩點(diǎn),若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中只受電

E

場(chǎng)力作用，則由此圖可作出正確判斷的是（)

A.帶電粒子帶負(fù)電荷B.帶電粒子帶正電荷

C.帶電粒子所受電場(chǎng)力的方向向左D.帶電粒子做勻變速運(yùn)動(dòng)

13.使兩個(gè)完全相同的金屬小球（均可視為點(diǎn)電荷）分別帶上一30和+50的電荷后，將它們固定在

相距為。的兩點(diǎn)，它們之間庫(kù)侖力的大小為現(xiàn)用絕緣工具使兩小球相互接觸后，再將它們固定在

相距為2“的兩點(diǎn)，它們之間庫(kù)侖力的大小為則孔與尸2之比為（)

A.2：1B.4：1C.16：1D.60：1

14.實(shí)線為三條未知方向的電場(chǎng)線，從電場(chǎng)中的M點(diǎn)以相同的速度飛出“、6

兩個(gè)帶電粒子，4、6的運(yùn)動(dòng)軌跡如右圖中的虛線所示（a、6只受電場(chǎng)力作用），

則（）

A.。一定帶正電，6一定帶負(fù)電B.電場(chǎng)力對(duì)。做正功，對(duì)6做負(fù)功-----—M

C.。的速度將減小，b的速度將增大D.a的加速度將減小，6的加速度將增大

15.如右圖，M、N和P是以為直徑的半圓弧上的三點(diǎn)，O點(diǎn)為半八

MON

圓弧的圓心，NMOP=60°.電荷量相等、符號(hào)相反的兩個(gè)點(diǎn)電荷分60^''/

別置于M、N兩點(diǎn)，這時(shí)O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為8；若將N點(diǎn)處的點(diǎn)\、//'

電荷移到尸點(diǎn)，則。點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小變?yōu)橐?反與反之比為（）P

A.1：2B.2：1C.2：73D.4：5

16.用電場(chǎng)線能很直觀.很方便地比較電場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱.如圖甲是等量異種點(diǎn)電荷形成電場(chǎng)的

電場(chǎng)線，圖乙是場(chǎng)中的一些點(diǎn)：O是電荷連線的中點(diǎn)，E.F是連線中垂線上相對(duì)O對(duì)稱的兩點(diǎn)，B、

C和A、D也相對(duì)O對(duì)稱.則（）

A.B、C兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小和方向都相一同

B.A、D兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向相反

C.E、0、F三點(diǎn)比較，O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最強(qiáng)

D.B、0、C三點(diǎn)比較，O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最弱

17.如圖所示，A、B、C三點(diǎn)為一直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，ZB=30°,現(xiàn)在A、,

B兩點(diǎn)放置兩點(diǎn)電荷qA>qB，測(cè)得C點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向與AB平行，則qA帶電，

/?

qA：QB=_____°/\

Az----------------------1B

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18.在真空中。點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)電荷Q=+L0X109C,直線MN通過(guò)O點(diǎn)，OM的距離r=30cm,M

點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)電荷q=-1.OX1()T°C,如圖，求：

(1)q在M點(diǎn)受到的作用力。Qq

(2)M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。0MN

(3)拿走q后M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。

(4)將一個(gè)電荷量為q'=2.0義10」°(：的點(diǎn)電荷放在乂點(diǎn)，則M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是多少？

(5)M、N兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)哪點(diǎn)大？

(6)如果把Q換成電荷量為-1.OXIO'C的點(diǎn)電荷，情況又如何？

19.如圖所示，用一絕緣輕繩懸掛一個(gè)帶電