魯科版高中物理必修第三冊(cè)全冊(cè)教學(xué)課件

魯科版高中物理必修第三冊(cè)全冊(cè)教學(xué)課件靜電力與電場(chǎng)強(qiáng)度章一第第1節(jié)靜電的產(chǎn)生及其微觀解釋情境導(dǎo)入將梳過(guò)頭發(fā)的塑料梳立刻靠近細(xì)小紙屑，紙屑會(huì)被吸起(圖1-1)。雷雨天，你能看到撕裂長(zhǎng)空的閃電，聽到震耳欲登的雷聲，這些都是靜電現(xiàn)象，那么，靜電是怎樣產(chǎn)生的?為什么會(huì)產(chǎn)生?本節(jié)將學(xué)習(xí)產(chǎn)生靜電的常見(jiàn)方式，并從微觀角度對(duì)靜電現(xiàn)象進(jìn)行分析.三種起電方式講授新課1：摩擦起電2：接觸起電3：感應(yīng)起電講授新課

摩擦起電是常見(jiàn)的使物體帶電的方式之一。例如梳頭發(fā)時(shí)起電，在地毯上行走時(shí)起電，脫毛衣時(shí)起電……這類靜電現(xiàn)象都是由摩擦引起的。一.靜電的產(chǎn)生1：摩擦起電講授新課一.靜電的產(chǎn)生我們知道，摩擦后的物體所帶電荷有兩種:用絲摩擦過(guò)的玻璃棒所帶的電荷規(guī)定為正電荷，用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒所帶的電荷規(guī)定為負(fù)電荷。同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。電荷的多少稱為電荷量(electricquantity)。在國(guó)際單位制中，電荷量的單位是庫(kù)侖(coulomb)，簡(jiǎn)稱庫(kù)，符號(hào)為C。電荷間的相互作用兩種電荷負(fù)電荷——用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒所帶的電荷正電荷——

用絲綢摩擦過(guò)的玻璃棒所帶的電荷同種電荷相互排斥異種電荷相互吸引摩擦起電（富蘭克林命名）總結(jié)歸納講授新課

接觸起電是使物體帶電的又一種方式。例如，將一根用毛皮摩擦而帶電的橡膠棒跟驗(yàn)電器的金屬球接觸(圖1-2),會(huì)發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器原來(lái)閉合的全屬箔片張開了，表明接觸后的驗(yàn)電器帶電了。驗(yàn)電器是檢驗(yàn)物體是否帶電和估測(cè)物體帶電多少的儀器。當(dāng)帶電的橡膠棒與驗(yàn)電器的金屬球接觸時(shí)，有一部分電荷轉(zhuǎn)移到驗(yàn)電器上，與全屬球相連的全屬箔片帶上同種電荷，因相互排斥而張開。全屬箱片張開角度越大，物體所帶電荷越多。2：接觸起電探究實(shí)驗(yàn)：帶電體接觸驗(yàn)電器定義：不帶電的物體與帶電體接觸，能使不帶電的物體帶上電，這種方式稱為接觸起電微觀解釋：帶電體接觸驗(yàn)電器時(shí)，帶電體與驗(yàn)電器之間有電子轉(zhuǎn)移，使驗(yàn)電器帶電實(shí)質(zhì)：電子的轉(zhuǎn)移接觸時(shí)電荷分配原則若不受外界影響，兩個(gè)完全相同的帶電導(dǎo)體,接觸后再分開,二者將原來(lái)所帶電量的總和平均分配實(shí)驗(yàn)與探究2、接觸起電3、感應(yīng)起電實(shí)驗(yàn)與探究將一根用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒靠近(不接觸)驗(yàn)電器的金屬球(圖1-3)，會(huì)觀察到什么現(xiàn)象?為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象?

保持橡膠棒的位置不動(dòng)，用手接觸驗(yàn)電器的金屬球(圖1-4)，會(huì)觀察到什么現(xiàn)象?這又是為什么?

接著先把手移開，再把橡膠棒移開，又會(huì)觀察到什么現(xiàn)象?探究實(shí)驗(yàn)：毛皮摩擦橡膠棒定義：物體經(jīng)過(guò)摩擦以后具有吸引輕小物體的性質(zhì)，即摩擦起電微觀解釋：當(dāng)兩個(gè)物體互相摩擦?xí)r，一些束縛得不緊的電子往往從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，于是原來(lái)電中性的物體由于得到電子而帶負(fù)電，失去電子的物體則帶正電。實(shí)質(zhì)：電子的轉(zhuǎn)移——兩個(gè)相互摩擦的物體帶上等量異種電荷實(shí)驗(yàn)與探究3、感應(yīng)起電問(wèn)題1.原子為什么呈電中性？2.為什么原子核穩(wěn)定？3.核外電子為什么易失去？電子的轉(zhuǎn)移——兩個(gè)相互摩擦的物體帶上等量異種電荷電中性得到電子——帶負(fù)電電中性失去電子——帶正電總結(jié)歸納3、感應(yīng)起電由上面的實(shí)驗(yàn)可知，一個(gè)帶電物體靠近導(dǎo)體時(shí)，也可使導(dǎo)體帶電。受附近帶電體影響而使導(dǎo)體上的電荷重新分布的現(xiàn)象稱為靜電感應(yīng)(electrostaticinduction)。利用靜電感應(yīng)使金屬導(dǎo)體帶電的方式稱為感應(yīng)起電?？偨Y(jié)歸納認(rèn)識(shí)靜電的歷史科學(xué)書屋人類對(duì)電的研究始于對(duì)靜電現(xiàn)象的觀察，靜電的奇妙現(xiàn)象引發(fā)人們不斷對(duì)其進(jìn)行探索。公元前600年左右，古希臘的泰勒斯(Thales，約公元前624-前547)發(fā)現(xiàn)，廖過(guò)的琥珀可吸引輕小物體，“electricity”(電)這個(gè)詞就起源于希臘文的“琥珀”。成書于西漢末年的《春秋緯·考異郵》載有“玳瑁吸諾”，意思是經(jīng)過(guò)摩擦的玳瑁(一種海龜科海洋動(dòng)物)背甲能吸引草屑等輕小物體。16世紀(jì)，英國(guó)的吉爾伯特(WGilbert1544-1603)發(fā)現(xiàn)能帶電的不僅有琥珀，還有鉆石、水晶等。認(rèn)識(shí)靜電的歷史科學(xué)書屋1660年，德國(guó)的格里克(O.Guericke，1602-1686)發(fā)明了摩擦起電機(jī)，推動(dòng)了人們對(duì)靜電現(xiàn)象的進(jìn)一步探索。1882年，英國(guó)的維姆胡斯發(fā)明了園盤式靜電感應(yīng)起電機(jī)，其兩個(gè)同軸玻璃園板可反向高速轉(zhuǎn)動(dòng)，感應(yīng)起電的效率很高，能連續(xù)產(chǎn)生并積累較多正、負(fù)電荷?，F(xiàn)在，我們?cè)陔妼W(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到感應(yīng)起電機(jī)(圖1-5)。講授新課二、產(chǎn)生靜電的微觀解釋講授新課大量事實(shí)證明，電荷既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，只能從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體。在轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，電荷的總量不變。這個(gè)規(guī)律稱為電荷守恒定律(1awofconservationofcharge)。講授新課摩擦為什么能使物體帶電?這是因?yàn)?，兩個(gè)由不同物質(zhì)組成的物體相互摩擦?xí)r，由于不同物質(zhì)原子核對(duì)電子的束縛能力不同，部分電子掙脫了原子核的束縛，從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上。根據(jù)電荷守恒定律，從整體上看，一個(gè)物體失去了電子帶正電，另一個(gè)物體就得到了電子帶負(fù)電。例如，用絲綢摩擦玻璃棒時(shí)，玻璃棒失去了電子帶正電，絲綢獲得了電子而帶等量負(fù)電(圖1-7)。講授新課感應(yīng)起電的原因是什么呢?原來(lái)，帶電體靠近導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)的自由電子會(huì)受到帶電體上電荷的作用，向靠近或遠(yuǎn)離帶電體的方向移動(dòng)。在本節(jié)“實(shí)驗(yàn)與探究”中，當(dāng)帶負(fù)電的橡膠棒靠近驗(yàn)電器的金屬球時(shí)，驗(yàn)電器的金屬箔片張開，這是因?yàn)榻饘偾蛏系淖杂呻娮邮艿截?fù)電荷作用，會(huì)向遠(yuǎn)離橡膠棒的方向移動(dòng)，最終使靠近橡膠棒的金屬球帶正電，遠(yuǎn)離橡膠棒的兩金屬箔片帶負(fù)電而相互排斥。講授新課保持橡膠棒的位置不動(dòng)，用手接觸驗(yàn)電器的金屬球，金屬箔片閉合，這是因?yàn)榻饘俨系碾娮油ㄟ^(guò)人體從驗(yàn)電器移到了大地，而金屬球上的正電荷繼續(xù)保留。接著把手移開，使金屬球與地面斷開，再把橡膠棒移開，金屬球和兩金屬箔片帶正電，金屬箔片相互排斥又會(huì)張開。因此，感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)是在帶電體所帶電荷的作用下，自由電荷從導(dǎo)體的一部分轉(zhuǎn)移到了另一部分。擴(kuò)展一步梳過(guò)頭發(fā)的塑料梳子為何能吸引輕小紙片呢?如圖1-8所示，當(dāng)摩擦后帶電的梳子靠近紙片時(shí)，紙片在梳子所帶電荷的影響下，會(huì)出現(xiàn)如圖所示的正、負(fù)電荷分布(這是電介質(zhì)的極化現(xiàn)象，其表面出現(xiàn)的是極化電荷，圖中僅近似畫出紙片兩端的極化電荷)。因?yàn)榭拷嶙佣说臉O化電荷與梳子所帶電荷是異種電荷，它們之間相互吸引，所以輕小紙片便被梳子吸引過(guò)去了。梳子為何能吸引紙片小節(jié)練習(xí)1.在比較干燥的環(huán)境中，將一段塑料繩分成許多細(xì)條，用一只手提起這些塑料細(xì)條，另一只手快速重復(fù)捋塑料細(xì)條，看能否觀察到如圖所示的現(xiàn)象，并解釋原因。小節(jié)練習(xí)2.如圖所示，在桌上間隔一定距離放兩本書，將一塊潔凈的玻璃板放置于兩書之上，使玻璃板離開桌面2~3cm。用寬0.5cm的紙條剪出各種姿態(tài)的人形小紙片，放在玻璃板下面，然后用一塊硬泡沫塑料在玻璃上摩擦，可見(jiàn)小紙人翩翩起舞。(1)小紙人為什么會(huì)翩翩起舞?(2)如果實(shí)驗(yàn)前把“舞區(qū)”烤一烤，實(shí)驗(yàn)效果會(huì)更好。這是為什么?小節(jié)練習(xí)3.某同學(xué)在探究靜電感應(yīng)時(shí)，進(jìn)行了如圖所示實(shí)驗(yàn):將絕緣細(xì)線上端固定，下端懸掛一輕質(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，開始時(shí)A、B球都不帶電.若使B帶電，該同學(xué)會(huì)觀察到什么現(xiàn)象?為什么?小節(jié)練習(xí)4.某同學(xué)在研究靜電感應(yīng)時(shí)，用帶電的金屬球靠近不帶電的驗(yàn)電器，驗(yàn)電器的金屬箔片張開。驗(yàn)電器上感應(yīng)電荷的分布情況正確的是小節(jié)練習(xí)課堂小結(jié)問(wèn)題1：有哪些使物體帶電的方式？問(wèn)題2：為什么摩擦能夠使物體帶電呢？實(shí)質(zhì)是什么呢？問(wèn)題3：什么是靜電感應(yīng)和感應(yīng)起電？實(shí)質(zhì)什么呢？問(wèn)題4：守恒的統(tǒng)一性同學(xué)們，通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你有什么收獲呢？謝謝大家愛(ài)心.誠(chéng)心.細(xì)心.耐心，讓家長(zhǎng)放心.孩子安心。靜電力與電場(chǎng)強(qiáng)度章一第第2節(jié)庫(kù)侖定律情境導(dǎo)入按如圖1-9所示的方法做一做，你會(huì)發(fā)現(xiàn):將氣球充氣后靠近較輕的金屬筒，簡(jiǎn)靜止不動(dòng);將氣球在頭發(fā)上摩擦后再靠近筒，簡(jiǎn)會(huì)滾動(dòng)起來(lái)。氣球沒(méi)有接觸筒，為什么簡(jiǎn)卻滾動(dòng)起來(lái)了?本節(jié)將通過(guò)建立點(diǎn)電荷理想模型，學(xué)習(xí)兩個(gè)點(diǎn)電荷間相互作用的規(guī)律。講授新課根據(jù)摩擦起電和靜電感應(yīng)的知識(shí)，我們知道氣球摩擦后會(huì)帶電，當(dāng)其靠近金屬簡(jiǎn)時(shí)，靜電感應(yīng)會(huì)使筒的兩側(cè)帶上異種電荷。氣球上的電荷與簡(jiǎn)上的電荷相互作用，簡(jiǎn)因此滾動(dòng)起來(lái)。電荷間的這種相互作用力稱為靜電力(electrostaticforce)通常，兩個(gè)帶電體之間的相互作用力與帶電體的形狀、大小、電荷量、電荷分布及二者之間的距離等因素有關(guān)。若同時(shí)考慮這些因素，會(huì)大大增加研究靜電力作用規(guī)律的難度。一.點(diǎn)電荷講授新課為此，物理學(xué)中通過(guò)建立點(diǎn)電荷理想模型來(lái)進(jìn)行相關(guān)研究。何為點(diǎn)電荷?當(dāng)帶電體本身的大小比它與其他帶電體之間的距離小得多，以至于其形狀、大小及電荷分布等因素對(duì)它與其他帶電體之間相互作用的影響可忽略時(shí)這樣的帶電體稱為點(diǎn)電荷(pointcharge)。點(diǎn)電荷被認(rèn)為是只有電荷量、沒(méi)有大小的幾何點(diǎn)，兩個(gè)視為點(diǎn)電荷的帶電體之間的距離就是這兩個(gè)幾何點(diǎn)之間的距離。一.點(diǎn)電荷講授新課一個(gè)實(shí)際的帶電體能否視為點(diǎn)電荷，不僅和帶電體本身有關(guān)，還取決于研究的問(wèn)題和精度要求。即使是兩個(gè)很大的帶電體，只要在測(cè)量精度要求的范圍內(nèi)，帶電體的形狀.大小等因素的影響可忽略，也可視為點(diǎn)電荷。

事實(shí)上，任何帶電體都有大小和形狀，真正的點(diǎn)電荷是不存在的。點(diǎn)電荷是一個(gè)理想模型。在中學(xué)物理中，如果未特別指出帶電體的形狀、大小等，通常都把此帶電體視為點(diǎn)電荷。方法點(diǎn)電荷是針對(duì)實(shí)際帶電體建構(gòu)的理想模型，與質(zhì)點(diǎn)模型的建構(gòu)類似。建立理想模型是科學(xué)研究的重要方法。

現(xiàn)實(shí)世界的問(wèn)題復(fù)雜多樣，在研究中我們需抓住影響問(wèn)題的關(guān)鍵因素，忽略一些次要因素，建立理想模型。其實(shí)，理想模型在現(xiàn)實(shí)世界是不存在的，但在一定條件下，實(shí)際事物可近似當(dāng)作理想模型來(lái)處理。

若條件發(fā)生變化，研究問(wèn)題爵要深入，次要因素不能忽略，已有的理想模型不再適用，則應(yīng)考慮更多因素的影響，建立新的物理模型。講授新課兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力與距離、電荷量有怎樣的關(guān)系?下面讓我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究。二、兩點(diǎn)電荷間的靜電力實(shí)驗(yàn)與探究(1)探究電荷間作用力的大小與距離的關(guān)系如圖1-10所示，把兩個(gè)完全相同、帶同種電荷的小球掛在等長(zhǎng)絕緣細(xì)線下端，觀察細(xì)線相對(duì)堅(jiān)直方向的偏離角度(角度越大，靜電力越大):增大兩細(xì)線懸點(diǎn)之間的距離，觀察細(xì)線偏離角度有什么變化。電荷間作用力的大小與距離、電荷量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)與探究(2)探究電荷間作用力的大小與電荷圣的關(guān)系保持絕夠細(xì)線懸點(diǎn)位置不變，同時(shí)改變兩小球的電荷量(如用帶電棒同時(shí)接觸兩球)，再觀察細(xì)線偏離的角度，可得出什么結(jié)論?電荷間作用力的大小與距離、電荷量的關(guān)系講授新課通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)只能定性了解兩電荷間的作用力與它們之間的距離和電荷量的關(guān)系。兩電荷之間作用力的規(guī)律是法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵?C.Coulomb，1736-1806)在前人工作的基礎(chǔ)上，通過(guò)與牛頓萬(wàn)有引力定律的類比和自己大量的實(shí)驗(yàn)研究，在1785年總結(jié)出來(lái)的。精確的實(shí)驗(yàn)表明，講授新課真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力尸的大小，與它們的電荷量Q?、Q?的乘積成正比，與它們的距離

的二次方成反比;作用力的方向沿著它們的連線，同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引(圖1-11)。上述結(jié)論可用公式表示為講授新課真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力尸的大小，與它們的電荷量Q?、Q?的乘積成正比，與它們的距離

的二次方成反比;作用力的方向沿著它們的連線，同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引(圖1-11)。上述結(jié)論可用公式表示為式中，k是靜電力常量。如果各個(gè)物理量單位都采用國(guó)際單位制，講授新課講授新課庫(kù)侖定律是電磁學(xué)的基本規(guī)律之一，這種電荷間的相互作用力通常稱為庫(kù)侖力或靜電力。庫(kù)侖定律是通過(guò)對(duì)宏觀帶電體的研究總結(jié)出來(lái)的，對(duì)原子核、電子等微觀粒子仍然成立?？諝鈱?duì)靜電力的影響很小，所以庫(kù)侖定律也適用于空氣中的點(diǎn)電荷。講授新課實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)于兩個(gè)以上的點(diǎn)電荷，其中每一個(gè)點(diǎn)電荷所受的總的靜電力，等于其他點(diǎn)電荷分別單獨(dú)存在時(shí)對(duì)該點(diǎn)電荷的作用力的天量和，這個(gè)結(jié)論通常稱為靜電力疊加原理。由于任何帶電體都可視為由很多點(diǎn)電荷組成，理論上講，利用庫(kù)侖定律和靜電力看加原理可求出任何帶電體之間的作用力。定量——庫(kù)侖定律真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上課堂總結(jié)適用條件：庫(kù)侖定律①點(diǎn)電荷②真空中③靜止靜電力常量k——庫(kù)侖扭秤實(shí)驗(yàn)矢量：正負(fù)表示方向滿足力的矢量疊加課堂總結(jié)如圖1-12所示，q?受到q?的吸引力，受到q?的排斥力F?，q?所受靜電力F等于這兩個(gè)力的合力。由于F?、F?大小相等，其合力F的方向與q?、q?的連線平行。典例精析分析因q?與q?所帶電荷量大小相等，與q?的距離也相等，有典例精析解典例精析解所以，q?所受靜電力的大小為0.54N，方向與q?、q?的連線平行并指向右方。討論如果底邊兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量不相等，其他條件不變，q?所受靜電力的方向還與q?、q?的連線平行嗎?為什么?講授新課遷移上題中，如果q?帶正電，其他條件不變，求q?所受的靜電力。科學(xué)書屋庫(kù)侖扭稱實(shí)驗(yàn)庫(kù)侖定律是電學(xué)史上第一個(gè)定量定律，它是電學(xué)研究從定性到定量的里程碑，莫定了定量研究電學(xué)的基礎(chǔ)。18世紀(jì)，一些物理學(xué)家受萬(wàn)有引力與距離平方成反比規(guī)律的啟示，猜想靜電力與距離也有平方反比的關(guān)系，并對(duì)此進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)探究?；谇叭说难芯?，庫(kù)侖設(shè)計(jì)了扭秤實(shí)驗(yàn)，得出了電荷間相互作用的規(guī)律，使猜想得到了證實(shí)?？茖W(xué)書屋庫(kù)侖扭稱實(shí)驗(yàn)如圖1-13所示，在細(xì)金屬懸絲下懸掛一橫桿，桿兩端有金屬小球A、B，在A旁有與它相同的金屬小球C。當(dāng)A、C帶電發(fā)生相互作用時(shí)，秤桿會(huì)因A端受力而旋轉(zhuǎn)，力的大小可借助旋轉(zhuǎn)的角度得出。當(dāng)時(shí)沒(méi)有精密測(cè)量力的儀器和量度電荷量的單位，但庫(kù)侖巧妙借助扭秤，測(cè)量了很小的靜電力;用兩個(gè)相同的金屬小球，先讓一個(gè)帶電另一個(gè)不帶電，然后讓它們接觸，使電荷量在兩個(gè)金屬小球間平均分配，間接解決了電荷量的測(cè)量問(wèn)題。點(diǎn)電荷1.質(zhì)點(diǎn)？點(diǎn)電荷帶電體的形狀和大小對(duì)相互作用力的大小可以忽略，那么帶電體可以看作一個(gè)點(diǎn)，成為點(diǎn)電荷帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以致帶電體的形狀、大小、電荷分布對(duì)它們之間的作用力可以忽略不計(jì).課堂總結(jié)點(diǎn)電荷2.點(diǎn)電荷真實(shí)存在嗎？理想化模型——實(shí)際中不存在只有電荷量，沒(méi)有大小、形狀質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)電荷理想化模型理想化模型問(wèn)題大小相對(duì)于研究問(wèn)題大小相對(duì)于研究質(zhì)量質(zhì)量和電荷量課堂總結(jié)課堂總結(jié)點(diǎn)電荷3.點(diǎn)電荷？元電荷？元電荷：自然界中存在的最小的電荷量（實(shí)際存在）點(diǎn)電荷：為研究方便抽象出的理想模型（不存在）點(diǎn)電荷的帶電量是元電荷的整數(shù)倍小節(jié)練習(xí)1.在庫(kù)侖扭秤實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)金屬小球之間的靜電力很小，用一般儀器難以測(cè)量。某同學(xué)認(rèn)為，只要把它們之間的距離盡量減小，就可測(cè)出靜電力，這與通過(guò)庫(kù)侖定律計(jì)算出的靜電力大小是一致的。這種觀點(diǎn)正確嗎?為什么?小節(jié)練習(xí)2.兩個(gè)帶電球處于如圖所示的靜止?fàn)顟B(tài)，大球的電荷量大于小球的電荷量。下列判斷正確的是A.兩球一定都帶正電B.兩球一定都帶負(fù)電C.兩球受到的靜電力大小相等D.大球受到的靜電力大于小球受到的靜電力小節(jié)練習(xí)小節(jié)練習(xí)4.在探究電荷間作用力的大小與距離、電荷量的關(guān)系時(shí)，分別用長(zhǎng)l的絕緣細(xì)線把質(zhì)量都為m、大小相同且?guī)У攘侩姾傻男∏駻、B，懸掛在同-水平面上相距2l的M、N兩點(diǎn)平衡時(shí)A、B的位置如圖所示，細(xì)線與豎直方向的夾角a=30°。A、B小球帶同種電荷還是異種電荷?所帶電荷量是多少?小節(jié)練習(xí)5.兩個(gè)帶正電的小球，電荷量分別為Q和9Q，在真空中相距l(xiāng)。如果引入第三個(gè)小球，恰好使得三個(gè)小球只在它們相互之間的靜電力作用下處于平衡狀態(tài)，第三個(gè)小球應(yīng)帶何種電荷，放在何處，電荷量又是多少?靜電力真空中點(diǎn)電荷庫(kù)侖定律定義大小方向課堂小結(jié)同學(xué)們，通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你有什么收獲呢？謝謝大家愛(ài)心.誠(chéng)心.細(xì)心.耐心，讓家長(zhǎng)放心.孩子安心。第3節(jié)電場(chǎng)與電場(chǎng)強(qiáng)度目錄CONTENTS情境導(dǎo)入生活中，我們常會(huì)感受到這樣兩類力:一類是通過(guò)接觸產(chǎn)生的作用力，如平放在水平桌面上的書與桌面之間的彈力;另一類則是不通過(guò)接觸產(chǎn)生，可存在于兩個(gè)相隔一定距離的物體之間，如毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒靠近細(xì)水流，細(xì)水流會(huì)改變方向(圖1-14)。那么，相隔定距離的物體之間是怎樣產(chǎn)生相互作用的呢?下面我們從這個(gè)問(wèn)題開始，學(xué)習(xí)電場(chǎng)及電場(chǎng)強(qiáng)度等相關(guān)內(nèi)容。關(guān)于上面的問(wèn)題，歷史上有過(guò)長(zhǎng)期的爭(zhēng)論。一種觀點(diǎn)認(rèn)為，這類力不需要物質(zhì)作為媒介，能從一物體立即作用到相隔一定距離的另一物體，這是超距作用的觀點(diǎn)。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，這類力也是近距作用，是通過(guò)空間中的一種彈性媒介--“以太”傳遞的。物理學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)皆證明，超距作用的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，彈性媒介“以太”也不存在，電荷之間的相互作用是通過(guò)電場(chǎng)(electricfield)傳遞的。靜止電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)稱為靜電場(chǎng)electrostaticfield).一、電場(chǎng)及電場(chǎng)力講授新課電場(chǎng)是物質(zhì)存在的一種形式。電場(chǎng)對(duì)處在其中的電荷有力的作用，這種力稱為電場(chǎng)力electricfieldforce)。凡是有電荷的地方，周圍就存在著電場(chǎng)。以圖1-15中兩個(gè)正電荷q?和q?.的相互作用為例，電荷q?在它的周圍產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)，該電場(chǎng)對(duì)電荷q?施加電場(chǎng)力作用;電荷q?在它的周圍也產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)，此電場(chǎng)對(duì)電荷q?也施加電場(chǎng)力作用。在靜電場(chǎng)中電場(chǎng)力就是靜電力。講授新課下面，我們從電場(chǎng)力人手來(lái)探究電場(chǎng)的性質(zhì)。如圖1-16所示，電荷量為Q的帶電體A周圍存在電場(chǎng)，現(xiàn)引人電荷q來(lái)探究電場(chǎng)的性質(zhì)。為避免電荷q的引人對(duì)帶電體A的電場(chǎng)產(chǎn)生明顯的影響，q的電荷量應(yīng)足夠小;為能確定帶電體A的電場(chǎng)在空間各點(diǎn)的性質(zhì)，q的大小也應(yīng)足夠小(可視為點(diǎn)電荷)。滿足以上條件的電荷q稱為試探電荷或檢驗(yàn)電荷)，被探究的電場(chǎng)是由帶電體激發(fā)的，其所帶電荷Q稱為場(chǎng)源電荷(或源電荷)。講授新課一、電場(chǎng)強(qiáng)度用絕緣細(xì)線將帶同種電荷的試探電荷q分別懸掛于圖中P?、P?、P?位置，可發(fā)現(xiàn)細(xì)線偏離豎直方向的角度不同，這說(shuō)明q所受的電場(chǎng)力不同，電場(chǎng)力與試探電荷所處的位置有關(guān)。若將試探電荷置于電場(chǎng)中某點(diǎn)，增加其電荷量，會(huì)發(fā)現(xiàn)電荷所受電場(chǎng)力也增大?？梢?jiàn)，在電場(chǎng)的同一位置，由于電荷量不同，對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)力也不同，這說(shuō)明不能用電場(chǎng)力來(lái)反映電場(chǎng)的性質(zhì)。講授新課講授新課在物理學(xué)中，放人電場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電荷受到的電場(chǎng)力F與它的電荷量q之比稱為該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度(electricfieldstrength)，簡(jiǎn)稱場(chǎng)強(qiáng)，用E表示。總結(jié)歸納電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量。物理學(xué)中規(guī)定，電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向與正電荷在該點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向相同。按照這個(gè)規(guī)定，負(fù)電荷在電場(chǎng)中的某點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向與該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反。電場(chǎng)強(qiáng)度的單位由力的單位和電荷量的單位共同決定，在國(guó)際單位制中為牛頓每庫(kù)侖(N/C)。若1C的電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力是1N，那么該點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度為1N/C。講授新課如果我們知道了電場(chǎng)中某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E和放入該點(diǎn)的電荷的電荷量q，可確定該電荷在該點(diǎn)受到的電場(chǎng)力的大小為F=qE對(duì)于電場(chǎng)中的不同點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度E越大，同一電荷在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力越大。因此，電場(chǎng)強(qiáng)度E從力的角度描述了電場(chǎng)的性質(zhì)?？偨Y(jié)歸納典例精析分析已知電荷量和電場(chǎng)力，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度定義，可求出電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向。典例精析解該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向豎直向下。討論請(qǐng)查閱資料，看結(jié)果是否合理。策略提煉遷移科學(xué)書屋一些電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度數(shù)量級(jí)講授新課用圖示法形象直觀地描述物理問(wèn)題，是物理研究中常用的一種方法。在學(xué)習(xí)磁場(chǎng)時(shí)，我們?cè)么鸥芯€形象地描述磁場(chǎng)。那么，能否用類似的方法描述電場(chǎng)呢？三、電場(chǎng)線實(shí)驗(yàn)與探究電荷間的電場(chǎng)分布在裝有蓖麻油的玻璃器皿里撒上一些細(xì)小的頭發(fā)屑，再加上電場(chǎng)，頭發(fā)屑會(huì)重新排列。圖1-17（a）是頭發(fā)屑在一對(duì)等量異種電荷形成的電場(chǎng)中的排列情況，圖1-17（b）是頭發(fā)屑在一對(duì)等量同種電荷形成的電場(chǎng)中的排列情況。這兩幅圖分別有什么特點(diǎn)？講授新課通過(guò)觀察可以發(fā)現(xiàn)，圖1-17（a）中頭發(fā)屑的排列與兩個(gè)異名磁極間的磁感線類似，圖1-17（b）中頭發(fā)屑的排列與兩個(gè)同名磁極間的磁感線類似。研究表明，細(xì)小的頭發(fā)屑是按照電場(chǎng)的分布排列的。因此，也可仿照用磁感線描述磁場(chǎng)的方法，用類似的曲線來(lái)描述電場(chǎng)。講授新課在電場(chǎng)中繪出一些曲線，曲線上任一點(diǎn)的切線方向與該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向一致（圖1-18），這樣的曲線稱為電場(chǎng)線（electricfieldline）。在同一靜電場(chǎng)中，電場(chǎng)線越密的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越大，電場(chǎng)線越疏的地方電場(chǎng)強(qiáng)度越小。電場(chǎng)線從正電荷或無(wú)窮遠(yuǎn)出發(fā)，終止于無(wú)窮遠(yuǎn)或負(fù)電荷。電場(chǎng)線在電場(chǎng)中沒(méi)有交點(diǎn)。講授新課電場(chǎng)線是為了形象地描述電場(chǎng)而假想的線，實(shí)際并不存在。本節(jié)“實(shí)驗(yàn)與探究”中顯示的圖樣只是模擬了電場(chǎng)線的分布情況.講授新課圖1-19是一些常見(jiàn)電場(chǎng)的電場(chǎng)線在平面上的分布情況。其中，圖（a）是正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線，方向從正電荷指向無(wú)窮遠(yuǎn)處；圖（b）是負(fù)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線，方向從無(wú)窮遠(yuǎn)處指向負(fù)電荷；圖（c）是兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線；圖（d）是兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線.素養(yǎng)提升能在熟悉情境中運(yùn)用點(diǎn)電荷、試探電荷和電場(chǎng)線等模型分析靜電問(wèn)題；能體會(huì)用物理量之比定義新物理量的方法，能體會(huì)探究庫(kù)侖定律過(guò)程中的科學(xué)思想和方法；能用與靜電力、電場(chǎng)強(qiáng)度相關(guān)的證據(jù)解釋常見(jiàn)的靜電現(xiàn)象；能從不同的視角分析靜電場(chǎng)的問(wèn)題。

——科學(xué)思維小節(jié)練習(xí)小節(jié)練習(xí)2.用電場(chǎng)線能直觀、方便地比較電場(chǎng)中各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小與方向。

如圖是靜電除塵集塵板與放電極間的電場(chǎng)線，請(qǐng)比較電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度是否相同，并說(shuō)明理由。小節(jié)練習(xí)3.下列說(shuō)法正確的是

A.在同一靜電場(chǎng)中，電場(chǎng)線可以相交

B.在同一靜電場(chǎng)中，電場(chǎng)線越密的地方，電場(chǎng)強(qiáng)度越大

C.正電荷僅受電場(chǎng)力的作用從靜止開始運(yùn)動(dòng)，其軌跡必定與

電場(chǎng)線重合

D.靜電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，就是放在該點(diǎn)的電荷所受電

場(chǎng)力的方向小節(jié)練習(xí)小節(jié)練習(xí)6.如圖所示，在兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，將一個(gè)正的試探電荷由A

點(diǎn)沿兩點(diǎn)電荷連線移到中點(diǎn)

O，再由O

點(diǎn)沿直線移到B

點(diǎn)。在該過(guò)程中，試探電荷所受的電場(chǎng)力大小和方向如何變化？同學(xué)們，通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你有什么收獲呢？謝謝大家愛(ài)心.誠(chéng)心.細(xì)心.耐心，讓家長(zhǎng)放心.孩子安心。第4節(jié)點(diǎn)電荷的電場(chǎng)勻強(qiáng)電場(chǎng)情境導(dǎo)入在實(shí)際問(wèn)題中，通常需要知道電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)分布情況。那么，怎樣確定電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)分布情況呢？本節(jié)將認(rèn)識(shí)一些常見(jiàn)的電場(chǎng)分布。講授新課根據(jù)庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，可推導(dǎo)出點(diǎn)電荷所形成的電場(chǎng)中任意點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。如圖1-20所示，將點(diǎn)電荷Q置于O

點(diǎn)，另取一任意點(diǎn)

P，與O

點(diǎn)的距離為r，把一個(gè)試探電荷q

放在P

點(diǎn)，由庫(kù)侖定律可知，它受到的靜電力大小為一、點(diǎn)電荷的電場(chǎng)講授新課講授新課這就是點(diǎn)電荷電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小的表達(dá)式。從公式可知，點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中某點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，與點(diǎn)電荷的電荷量成正比，與該點(diǎn)到點(diǎn)電荷距離的平方成反比。當(dāng)點(diǎn)電荷Q

為正電荷時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿

r向外，如圖1-20（a）所示；當(dāng)點(diǎn)電荷Q為負(fù)電荷時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿

r向內(nèi)，如圖1-20（b）所示。講授新課二、場(chǎng)強(qiáng)疊加原理如圖1-22所示，有兩個(gè)相距l(xiāng)的等量異種點(diǎn)電荷-q

和+q。O

點(diǎn)為兩點(diǎn)電荷連線的中點(diǎn)，P

為連線延長(zhǎng)線上的一點(diǎn)，與O

點(diǎn)相距r

。試求P

點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。典例精析根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)疊加原理，P

點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度等于兩個(gè)點(diǎn)電荷在該處電場(chǎng)強(qiáng)度的矢量和。兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量大小相等，P

點(diǎn)到+q

的距離小于到-q

的距離，由點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度公式可知，+q

在P

點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于-q

在P

點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，合場(chǎng)強(qiáng)的方向與+q在該點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相同。分析典例精析解典例精析二者的方向相反，它們的合場(chǎng)強(qiáng)大小為電場(chǎng)強(qiáng)度的方向水平向右。若P點(diǎn)到中心O點(diǎn)的距離

r遠(yuǎn)大于兩點(diǎn)電荷間距l(xiāng)，則P

點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度多大？討論典例精析運(yùn)用場(chǎng)強(qiáng)疊加原理進(jìn)行矢量運(yùn)算，與力學(xué)中進(jìn)行矢量運(yùn)算的方法相同。一般是先確定相關(guān)物理量的大小和方向，再根據(jù)矢量運(yùn)算法則進(jìn)行計(jì)算。策略提煉如果條件不變，請(qǐng)計(jì)算圖1-22中兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線上與O

點(diǎn)距離為r的某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。遷移電偶極子擴(kuò)展一步講授新課三、勻強(qiáng)電場(chǎng)除了點(diǎn)電荷的電場(chǎng)外，兩塊大小相同、相距很近、相互正對(duì)且分別帶有等量異種電荷的金屬板之間的電場(chǎng)，也是一種常見(jiàn)的電場(chǎng)。如圖1-23所示的兩金屬板之間的電場(chǎng)，除邊緣外，其內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度大小處處相等、方向處處相同。物理學(xué)中把電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向都處處相同的電場(chǎng)稱為勻強(qiáng)電場(chǎng)。典例精析典例精析油滴在電場(chǎng)力與重力作用下處于平衡狀態(tài)，據(jù)二力平衡可求出油滴電荷量，進(jìn)而可求出油滴電荷量與電子電荷量大小的比值.分析解油滴在電場(chǎng)力與重力的作用下平衡，有典例精析解油滴電荷量與電子電荷量大小的比值為2.8.討論歷史上，密立根油滴實(shí)驗(yàn)得出：油滴電荷量是電子電荷量的整數(shù)倍。因?qū)嶒?yàn)有誤差，每次具體量得出的結(jié)果不一定是整數(shù)倍，整數(shù)倍的結(jié)果是通數(shù)據(jù)處理分析后得出的。遷移在一定條件下，利用帶電體在電場(chǎng)中的平衡狀態(tài)還可以確定電場(chǎng)強(qiáng)度。

如圖1-25所示，一絕緣細(xì)線上端固定，下端拴一質(zhì)量為m、電荷量為-q

的小球。將它置于水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，當(dāng)細(xì)線離開豎直位置的偏角為α?xí)r，小球處于平衡狀態(tài)。求勻強(qiáng)電場(chǎng)的大小和方向?？茖W(xué)書屋密立根油滴實(shí)驗(yàn)密立根（R.Millikan，1868—1953，圖1-26），美國(guó)物理學(xué)家。他最早通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出了電子電荷量的大小，并因此榮1923年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。密立根油滴實(shí)驗(yàn)還證明了帶電微粒的電荷量的大小都是e的整數(shù)倍。大量實(shí)驗(yàn)表明，無(wú)論是原子核、離子等微觀粒子，還是宏觀物體所帶電荷量的大小，都是e的整數(shù)倍，這個(gè)結(jié)論通常稱為電荷的量子化。科學(xué)書屋密立根油滴實(shí)驗(yàn)小節(jié)練習(xí)小節(jié)練習(xí)小節(jié)練習(xí)4.做密立根油滴實(shí)驗(yàn)時(shí)，要使重1.5×10-15N、電荷量為電子電荷量3倍的油滴懸浮在兩塊平行板之間，電場(chǎng)強(qiáng)度需多大？小節(jié)練習(xí)5.如圖所示，在真空中用等長(zhǎng)的絕緣細(xì)線分別懸掛正電荷A

和負(fù)電荷B，其電荷量皆為q。在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)作用下，兩細(xì)線保持豎直，此時(shí)A、B

間的距離為l。求該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度。小節(jié)練習(xí)6.兩個(gè)點(diǎn)電荷相距l(xiāng)，一個(gè)帶正電、電荷量大小為Q?，另一個(gè)帶負(fù)電、電荷量大小為Q?，Q?=2Q?。E?和E?分別表示兩個(gè)點(diǎn)電荷各自在某位置產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。在Q?，Q?，所在直線上，E?=E?的位置有幾個(gè)？這些位置的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小分別是多少？同學(xué)們，通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你有什么收獲呢？謝謝大家愛(ài)心.誠(chéng)心.細(xì)心.耐心，讓家長(zhǎng)放心.孩子安心。第5節(jié)靜電的利用與防護(hù)情境導(dǎo)入靜電現(xiàn)象在自然界普遍存在，雷電便是其中的一種（圖1-27）。在生產(chǎn)生活中也時(shí)常會(huì)發(fā)生靜電現(xiàn)象。人們可讓靜電服務(wù)于生產(chǎn)生活，但也需對(duì)其進(jìn)行防護(hù)，做到趨利避害。應(yīng)該怎樣利用或防護(hù)靜電呢？本節(jié)將進(jìn)行介紹。講授新課靜電在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。下面介紹三類常見(jiàn)的靜電利用案例。一、靜電的利用（1）靜電除塵霧霾治理是近年來(lái)人們關(guān)注的熱門話題。導(dǎo)致霧霾的原因很多，工業(yè)燃燒產(chǎn)生的煙霧是其形成的重要因素之一，而靜電除塵能有效處理煙霧。講授新課靜電除塵是利用高壓靜電實(shí)現(xiàn)除塵，原理如圖1-28所示。接高壓電源負(fù)極的金屬絲A

懸掛于接電源正極的金屬筒

B中，當(dāng)電壓達(dá)到一定值時(shí)，金屬絲（電暈極）與筒（收塵極）之間會(huì)形成很強(qiáng)的電場(chǎng)，使空氣電離。大部分煙霧顆?；蚍蹓m在吸附電離所產(chǎn)生的負(fù)電荷后，在電場(chǎng)力作用下向金屬筒運(yùn)動(dòng)，并落在金屬筒上，通過(guò)除塵后的氣體則從出口排出。與其他除塵方式相比靜電除塵耗能少、效率高，可廣泛用于發(fā)電、冶金、水泥以及其他產(chǎn)生煙霧和粉塵的工礦企業(yè)。迷你實(shí)驗(yàn)室模擬靜電除塵如圖1-29所示，將鋁片和銅絲放入去掉底部的礦泉水瓶中，用靜電高壓電源的負(fù)極連接銅絲，正極連接鋁片，這樣便制成了簡(jiǎn)易的靜電除塵器。實(shí)驗(yàn)時(shí)，從礦泉水瓶底部充入煙塵，然后放到桌面上。接通電源，你會(huì)看到什么現(xiàn)象？請(qǐng)解釋出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因.講授新課靜電噴霧是通過(guò)高壓靜電發(fā)生裝置使噴出的霧滴帶電的噴霧方法，廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥噴灑或汽車、家電外殼噴涂等（圖1-30）靜電噴涂原理如圖1-31所示，噴口上的金屬導(dǎo)流管接高壓電源負(fù)極，被涂工件接高壓電源正極并接地，這樣在噴口和工件之間形成了較強(qiáng)的靜電場(chǎng)。（2）靜電噴霧講授新課當(dāng)涂料從輸料管進(jìn)入導(dǎo)流管的噴口時(shí)，由于導(dǎo)流管接上高壓負(fù)極發(fā)生放電，周圍產(chǎn)生密集的電荷，涂料微粒帶上負(fù)電荷，在靜電力和高壓空氣的作用下飛向工件，并均勻地吸附在工件表面。再經(jīng)過(guò)燥或加熱，涂料固化成厚度均勻、質(zhì)地堅(jiān)固的涂層，這樣噴涂工作便完成了。講授新課激光打印也是利用靜電來(lái)實(shí)現(xiàn)“打印”的（圖1-32）。當(dāng)使用通過(guò)計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序下達(dá)打印指令時(shí)，激光打印機(jī)從“充電”開始先在感光鼓上充滿負(fù)電荷或正電荷；（3）激光打印講授新課然后將打印機(jī)處理器處理的圖文資料通過(guò)激光束照射到感光鼓上，感光鼓表面被激光照射到的地方的電荷被釋放，沒(méi)有照射到的地方仍然帶有電荷，從而感光鼓上形成與圖文對(duì)應(yīng)的潛像，即“曝光”；講授新課讓碳粉匣中的碳粉帶上與靜電潛像電性相反的電荷，當(dāng)快速轉(zhuǎn)動(dòng)的感光鼓上的靜電潛像經(jīng)過(guò)碳粉匣時(shí)，便會(huì)吸附帶負(fù)電的碳粉，“顯像”出圖文影像；紙張進(jìn)入機(jī)器內(nèi)部后，由于異種電荷相互吸引，感光鼓上的碳粉就“轉(zhuǎn)像”到紙張上;講授新課碳粉在高溫下固定于紙張上，感光鼓上殘留的碳粉也會(huì)被“清除”；最后除去靜電，使感光鼓恢復(fù)到初始狀態(tài)，以便開始下一個(gè)工作循環(huán).講授新課靜電還有很多應(yīng)用。某些空氣凈化器便是利用靜電來(lái)吸附空氣中的塵埃，使空氣得以凈化；用靜電處理種子，可使種子抗病能力增強(qiáng)、發(fā)芽率提高；利用靜電處理水，既能殺菌，又能減少水垢；靜電放電產(chǎn)生的臭氧是強(qiáng)氧化劑，有很強(qiáng)的殺菌作用。近年來(lái)，靜電還被應(yīng)用于海水淡化、低溫冷凍、人工降雨甚至宇宙探索等方面。講授新課靜電在某些情況下也會(huì)成為“隱形殺手”。防止靜電危害的方法之一，是盡快把靜電導(dǎo)入地下。雷電是自然界常見(jiàn)的靜電現(xiàn)象。當(dāng)帶電的云層接近地面時(shí)，地面上的物體因靜電感應(yīng)而帶異種電荷，這些感應(yīng)電荷更多分布在高大建筑物、大樹等突出的物體上。當(dāng)電荷積累到一定程度時(shí)，這些物體與云層間形成很強(qiáng)的電場(chǎng)，使空氣電離，在云層與地面之間發(fā)生強(qiáng)烈的火花放電，這就是雷擊。雷擊會(huì)對(duì)地面上的建筑物、人等造成很大的危害。二、靜電的防護(hù)講授新課為避免雷擊造成傷害，人們通常在高大建筑物上安裝尖端導(dǎo)體——避雷針（接閃桿），并用符合規(guī)格的導(dǎo)線與埋在地下的接地裝置連接起來(lái)。帶電導(dǎo)體凸起而尖銳的地方電荷比較密集，其附近空間電場(chǎng)也較強(qiáng)，避雷針便是利用了這一特點(diǎn)。講授新課當(dāng)帶電云層接近時(shí)，避雷針上的感應(yīng)電荷在其附近產(chǎn)生強(qiáng)電場(chǎng)，

使避雷針與帶電云層間的空氣電離，電荷通過(guò)避雷針和符合規(guī)格的導(dǎo)線被直接引入大地（圖1-33），從而達(dá)到保護(hù)建筑物的目的。物理聊吧請(qǐng)觀察建筑物上的避雷針（圖1-34），看它們是如何巧妙設(shè)計(jì)的，分析它們?nèi)绾文馨踩姳芾?，它們的造型與建筑物是否協(xié)調(diào)，并與同學(xué)討論交流.講授新課其實(shí)，生活中類似這樣將靜電導(dǎo)入地下的實(shí)例還有不少：在接觸帶有大量精密電子元件的電路板前，應(yīng)先用手握一下金屬水管或其他接地金屬，把人體的靜電導(dǎo)走；印刷車間空氣應(yīng)保持適當(dāng)?shù)臐穸龋员阌趯?dǎo)走紙頁(yè)間相互摩擦產(chǎn)生的靜電；油罐車車尾裝有一條拖在地上的導(dǎo)電拖地帶（圖1-35），以導(dǎo)走運(yùn)輸過(guò)程中油和油罐摩擦產(chǎn)生的靜電，避免由此引起爆炸；加油站加油槍旁常有一個(gè)觸摸式人體靜電釋放器，加油前用手觸摸上面的金屬球，可將人體的靜電導(dǎo)走。素養(yǎng)提升能了解庫(kù)侖定律、電場(chǎng)強(qiáng)度的內(nèi)涵，會(huì)用電場(chǎng)線描述電場(chǎng)，知道電場(chǎng)是一種物質(zhì)；能用原子結(jié)構(gòu)模型和電荷守恒的知識(shí)分析靜電現(xiàn)象，能分析生產(chǎn)生活中的靜電現(xiàn)象，有關(guān)于靜電的利用與防護(hù)的實(shí)際行動(dòng)。具有與靜電力、電場(chǎng)強(qiáng)度相關(guān)的相互作用觀念和物質(zhì)觀念。

能對(duì)公眾利用和防護(hù)靜電的一些行為發(fā)表自己的觀點(diǎn)，有進(jìn)行科學(xué)普及的興趣和責(zé)任感。

——物理觀念，科學(xué)態(tài)度與責(zé)任迷你實(shí)驗(yàn)室尖端放電與人造閃電

所謂尖端放電，就是導(dǎo)體尖端附近空氣電離而產(chǎn)生氣體放電的現(xiàn)象。將針形導(dǎo)體（如鐵釘）固定在絕緣支架上并與起電機(jī)的連接桿連接，把蠟燭點(diǎn)燃后放在針尖前。搖動(dòng)起電機(jī)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)蠟燭的火焰朝背離尖端的方向偏斜，好像被風(fēng)吹動(dòng)一樣這就是“電風(fēng)”現(xiàn)象。這是因?yàn)椋樇馓庪姾煞植甲蠲芗?，附近電?chǎng)強(qiáng)度最強(qiáng)，在強(qiáng)電場(chǎng)作用下，針尖與蠟燭間的空氣電離，與尖端電性相同的電荷被排斥從而遠(yuǎn)離尖端，與尖端電性相反的電荷被吸引并與尖端上的電荷中和，從而形成“電風(fēng)”，把蠟燭火焰吹向一邊［圖1-36（a）］，甚至可能吹滅。迷你實(shí)驗(yàn)室再來(lái)看看出現(xiàn)火花的尖端放電現(xiàn)象。兩個(gè)針形導(dǎo)體固定在兩個(gè)絕緣支架上，將連接這兩個(gè)導(dǎo)體的兩條導(dǎo)線分別與起電機(jī)的兩個(gè)連接桿相連。調(diào)整兩針尖的距離，搖動(dòng)起電機(jī)，可看見(jiàn)兩針間出現(xiàn)火花放電，就像閃電一樣［圖1-36（b）］。你能解釋這種“閃電”是怎樣產(chǎn)生的嗎？拓展一步靜電平衡與靜電屏蔽拓展一步處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度處處為零（圖1-37）。由此可知，處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面上。如果這個(gè)導(dǎo)體是中空的，當(dāng)它達(dá)到靜電平衡時(shí)內(nèi)部合場(chǎng)強(qiáng)為零。這樣，導(dǎo)體的表面就會(huì)對(duì)它的內(nèi)部起到“保護(hù)”作用，使其內(nèi)部不受外部電場(chǎng)的影響。這種現(xiàn)象稱為靜電屏蔽。你能根據(jù)靜電平衡與靜電屏蔽的知識(shí)，解釋靜電屏蔽為何能隔離靜電干擾，保護(hù)高壓帶電作業(yè)者（圖1-38）的安全嗎？小節(jié)練習(xí)1.如圖所示，在裝載作業(yè)中，靠近傳送帶的工人容易受到電擊，請(qǐng)解釋原因。用什么辦法可以解決此問(wèn)題？2.有研究表明，人若長(zhǎng)期處于靜電環(huán)境中，身心會(huì)受到傷害。了解一下你周圍可能有哪些靜電現(xiàn)象，可采取哪些方法減小靜電的危害。小節(jié)練習(xí)3.靜電除塵器除塵原理如圖所示。塵埃在電場(chǎng)中通過(guò)某種機(jī)制帶電，在電場(chǎng)力的作用下向收塵極遷移并沉積，以達(dá)到除塵目的。下列表述正確的是

A.帶電塵埃帶正電荷

B.電場(chǎng)方向由收塵極指向電暈極

C.帶電塵埃所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)方向相同

D.在同一位置，帶電荷量越多的塵埃所受電場(chǎng)力越大小節(jié)練習(xí)4.在下列各種措施中，屬于利用靜電的是

A.靜電除塵

B.靜電噴霧

C.激光打印

D.在高大的建筑物頂端安裝避雷針小節(jié)練習(xí)5.為防止靜電的危害，下列做法正確的是

A.油罐車有一條拖在地上的導(dǎo)電拖地帶

B.在加油站脫化纖衣物

C.盡可能保持印染廠空氣的干燥

D.飛機(jī)機(jī)輪上裝有搭地線或用導(dǎo)電橡膠制造的輪胎小節(jié)練習(xí)6.利用靜電紡絲技術(shù)制備納米纖維材料是近年來(lái)世界材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域非常重要的技術(shù)之一。請(qǐng)上網(wǎng)查詢靜電紡絲技術(shù)的基本原理及其發(fā)展?fàn)顩r，并與同學(xué)交流。同學(xué)們，通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你有什么收獲呢？謝謝大家愛(ài)心.誠(chéng)心.細(xì)心.耐心，讓家長(zhǎng)放心.孩子安心。第1節(jié)靜電力做功與電勢(shì)能情境導(dǎo)入攀巖者若要登上陡峭的山峰，不

僅需要熟練的攀巖技巧，還需要過(guò)人

的體力。當(dāng)攀巖者向上攀爬時(shí)，重力

做負(fù)功，其重力勢(shì)能增大；下降時(shí)，

重力做正功，其重力勢(shì)能減小。情境導(dǎo)入電荷在靜電力作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)，靜

電力做功了嗎？電荷在電場(chǎng)中有勢(shì)能

嗎？如果有，這種勢(shì)能與重力勢(shì)能有

何相似之處？這種勢(shì)能的變化與靜電

力做功又有何關(guān)系？通過(guò)本章的學(xué)

習(xí)，我們將知曉這些問(wèn)題的答案情境導(dǎo)入我們知道，在攀巖運(yùn)動(dòng)中，若攀巖者上升，則重力做負(fù)功；若攀巖者下降，則重力做正功。重力做功的多少與攀巖者的始末位置有關(guān)，與攀巖路徑無(wú)關(guān)。那么，電荷在靜電力作用下運(yùn)動(dòng)，若靜電力對(duì)電荷做功，與重力做功有無(wú)相似之處？本節(jié)將學(xué)習(xí)靜電力做功的特點(diǎn)，探究靜電力做功與電勢(shì)能變化之間的關(guān)系。講授新課一、靜電力做功的特點(diǎn)如圖2-1所示，在電場(chǎng)強(qiáng)度為E

的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，若將一個(gè)帶正電的試探電荷q

沿電場(chǎng)方向從A

點(diǎn)移動(dòng)到B

點(diǎn)，移動(dòng)距離為d，試探電荷受到的靜電力F=qE，靜電力F

對(duì)試探電荷做功

W?=qEd講授新課如果將這個(gè)試探電荷從A

點(diǎn)沿折線ACB

移動(dòng)到B點(diǎn)，當(dāng)試探電荷沿直線AC

移動(dòng)時(shí)，靜電力F與位移的夾角為θ，移動(dòng)距離為l；當(dāng)試探電荷沿直線CB

移動(dòng)時(shí)，靜電力F

與位移的夾角為90°，移動(dòng)距離為l′。那么，靜電力F對(duì)試探電荷做功W?=Flcosθ+Fl′cos90°=Fd+0=qEd講授新課這表明，試探電荷從A點(diǎn)沿折線ACB

移動(dòng)到B

點(diǎn)，與直接從A

點(diǎn)沿直線AB

移動(dòng)到B

點(diǎn)相比，靜電力做的功是相同的。如果試探電荷沿著任一路徑從A點(diǎn)移動(dòng)到B

點(diǎn)（如圖2-1中綠色線表示的路徑），靜電力做的功又等于多少呢？請(qǐng)你嘗試證明一下，是否仍然為qEd?？偨Y(jié)歸納由以上分析證明可知，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中移動(dòng)試探電荷時(shí)，靜電力做功與路徑無(wú)關(guān)，與電荷的始末位置有關(guān)?？梢宰C明這個(gè)結(jié)論對(duì)于一切靜電場(chǎng)都適用。講授新課二、電勢(shì)能功是能量轉(zhuǎn)化的量度。在力學(xué)中，我們根據(jù)重力做功與路徑無(wú)關(guān)的特點(diǎn)，引入了重力勢(shì)能的概念。重力做的功量度了重力勢(shì)能的變化。當(dāng)重力做負(fù)功時(shí)，物體的重力勢(shì)能增大；當(dāng)重力做正功時(shí)，物體的重力勢(shì)能減小。同樣，由于靜電力做功與移動(dòng)路徑無(wú)關(guān)，電荷在電場(chǎng)中也具有勢(shì)能，這種勢(shì)能稱為電勢(shì)能（electricpotentialenergy）。與重力做功類似，靜電力做功也可以量度電勢(shì)能的變化。講授新課講授新課也就是說(shuō)，靜電力做功的過(guò)程就是電勢(shì)能與其他形式能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程。靜電力做正功，電勢(shì)能減??；靜電力做負(fù)功，電勢(shì)能增大。在討論重力勢(shì)能時(shí)，要先規(guī)定物體在某一位置的重力勢(shì)能為零，然后才能確定物體在其他位置的重力勢(shì)能。講授新課同樣，在討論電勢(shì)能的時(shí)候，也需要先規(guī)定電荷在某一位置的電勢(shì)能為零（零電勢(shì)能點(diǎn)），然后才能確定電荷在其他位置的電勢(shì)能。電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于電荷從該點(diǎn)移動(dòng)到零電勢(shì)能點(diǎn)靜電力所做的功。在圖2-2中，如果規(guī)定B

點(diǎn)為零電勢(shì)能點(diǎn)，在靜電力的作用下，正電荷q

從A

點(diǎn)移動(dòng)到B

點(diǎn)，靜電力做功為qEd，則正電荷q在A

點(diǎn)的電勢(shì)能為qEd.講授新課講授新課由靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系，我們可根據(jù)靜電力做功確定電勢(shì)能的變化，也可根據(jù)電勢(shì)能的變化確定靜電力做的功.總結(jié)歸納在同一電場(chǎng)中，同樣從A

點(diǎn)到B

點(diǎn)，正電荷與負(fù)電荷對(duì)應(yīng)的電勢(shì)能的變化是相反的。若以

B點(diǎn)為零電勢(shì)能點(diǎn)，正、負(fù)電荷在A

點(diǎn)的電勢(shì)能不同，這說(shuō)明電荷在電場(chǎng)中的電勢(shì)能與電荷有關(guān)。請(qǐng)比較電勢(shì)能與重力勢(shì)能特點(diǎn)的異同。典例精析分析由已知條件可確定在電子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中靜電力做的功，再根據(jù)靜電力做功與電荷電勢(shì)能變化的關(guān)系即可得出電勢(shì)能的變化情況。典例精析解典例精析電子從正極板運(yùn)動(dòng)到負(fù)極板過(guò)程中電勢(shì)能增加，增加的電勢(shì)能是由什么能量轉(zhuǎn)化而來(lái)的？解討論策略提煉靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系，和重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系類似。不管是正電荷還是負(fù)電荷，只要靜電力對(duì)電荷做正功，電荷的電勢(shì)能就減?。混o電力對(duì)電荷做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能就增大。遷移小節(jié)練習(xí)1.如圖所示，在電場(chǎng)強(qiáng)度為E

的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，A、B

兩點(diǎn)相距l(xiāng)，連線AB

與電場(chǎng)強(qiáng)度方向的夾角為θ。將一電荷量為q

的正電荷分別沿直線AB、折線ACB

、曲線ADB

從A

點(diǎn)移動(dòng)到B

點(diǎn)，靜電力各做了多少功？小節(jié)練習(xí)2.某種靜電礦料分選器原理如圖所示，帶電礦粉經(jīng)漏斗落入水平勻強(qiáng)電場(chǎng)后，分落在收集板中央的兩側(cè)。下列關(guān)于礦粉分離的過(guò)程表述正確的是

A.帶正電的礦粉落在右側(cè)

B.靜電力對(duì)礦粉做正功

C.帶負(fù)電的礦粉的電勢(shì)能變大

D.帶正電的礦粉的電勢(shì)能變小小節(jié)練習(xí)3.在靜電場(chǎng)中，將一電子從A

點(diǎn)移動(dòng)到B

點(diǎn)，靜電力做正功，則

A.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向一定是由A

點(diǎn)指向B

點(diǎn)

B.電場(chǎng)強(qiáng)度的方向一定是由B

點(diǎn)指向A

點(diǎn)C.電子在A

點(diǎn)的電勢(shì)能一定比在

B點(diǎn)的大

D.電子在B點(diǎn)的電勢(shì)能一定比在A

點(diǎn)的大小節(jié)練習(xí)4.如圖所示，靜電噴涂時(shí)，噴槍噴出的涂料微粒帶負(fù)電，被噴工

件帶正電，微粒在靜電力作用下向工件運(yùn)動(dòng)，最后吸附在工件表面。微粒在向工件靠近的過(guò)程中，假設(shè)只受靜電力作用，那么

A.動(dòng)能越來(lái)越小B.動(dòng)能越來(lái)越大

C.克服靜電力做功D.電勢(shì)能逐漸減小小節(jié)練習(xí)小節(jié)練習(xí)同學(xué)們，通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你有什么收獲呢？謝謝大家愛(ài)心.誠(chéng)心.細(xì)心.耐心，讓家長(zhǎng)放心.孩子安心。電勢(shì)能與電勢(shì)差章二第第2節(jié)電勢(shì)與等勢(shì)面情境導(dǎo)入我們知道，試探電荷的電勢(shì)能不僅與電場(chǎng)有關(guān)，還與試探電荷的種類和電荷量多少有關(guān)。我們?cè)?jīng)用試探電荷所受靜電力與其電荷量之比定義了描述電場(chǎng)性質(zhì)的一個(gè)物理量——電場(chǎng)強(qiáng)度，本節(jié)將用試探電荷的電勢(shì)能與其電荷量之比來(lái)定義描述電場(chǎng)性質(zhì)的另一個(gè)物理量——電勢(shì).講授新課一、電勢(shì)如圖2-5所示，在一電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，取B點(diǎn)為零電勢(shì)能點(diǎn)，若一個(gè)帶正電的試探電荷q?沿電場(chǎng)線從A點(diǎn)移動(dòng)到B

點(diǎn)，A點(diǎn)與B

點(diǎn)的距離為d，靜電力做的功W?=q?Ed，由電勢(shì)能的定義可知，q?在A點(diǎn)的電勢(shì)能為q?Ed

；同理可知，帶不同電荷量的正電荷q?在A點(diǎn)的電勢(shì)能為q?Ed。顯然，不同電荷在同一點(diǎn)的電勢(shì)能不同，但電勢(shì)能與試探電荷的電荷量之比不變.講授新課可見(jiàn)，電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能與其電荷量之比與該電荷無(wú)關(guān)，只與電場(chǎng)本身有關(guān)。理論和實(shí)驗(yàn)表明，從勻強(qiáng)電場(chǎng)得出的這個(gè)結(jié)論對(duì)非勻強(qiáng)電場(chǎng)也適用.講授新課在國(guó)際單位制中，電勢(shì)的單位是伏特，符號(hào)為V，1V=1J/C。電勢(shì)是標(biāo)量。電勢(shì)和電場(chǎng)強(qiáng)度都是反映電場(chǎng)性質(zhì)的物理量。與電勢(shì)能一樣，首先要規(guī)定電場(chǎng)中電勢(shì)為零的位置（零電勢(shì)點(diǎn)），然后才能確定各點(diǎn)的電勢(shì)值。通常選距離場(chǎng)源電荷無(wú)窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn)。在實(shí)際問(wèn)題中，也常常選地球?yàn)榱汶妱?shì)點(diǎn)。典例精析如圖2-6所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為30N/C，A、B、C

是電場(chǎng)中同一條電場(chǎng)線上的三個(gè)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)點(diǎn)的距離均為10cm。

（1）以C點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn)，求A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)；

（2）A、B、C

三點(diǎn)中哪個(gè)點(diǎn)的電勢(shì)最高？哪個(gè)點(diǎn)的

電勢(shì)最低？典例精析如圖2-6所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為30N/C，A、B、C

是電場(chǎng)中同一條電場(chǎng)線上的三個(gè)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)點(diǎn)的距離均為10cm。

（1）以C點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn)，求A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)；

（2）A、B、C

三點(diǎn)中哪個(gè)點(diǎn)的電勢(shì)最高？哪個(gè)點(diǎn)的

電勢(shì)最低？分析確定電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)，可先求出試探電荷+q

由該點(diǎn)移動(dòng)到零電勢(shì)點(diǎn)靜電力所做的功，再根據(jù)電勢(shì)的定義求出電勢(shì).典例精析已知E=30N/C，A、B間距離d?=0.1m，B、C

間距離d?=0.1m。

（1）以C

點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn)，正電荷q

從A

點(diǎn)或B

點(diǎn)

沿電場(chǎng)線移動(dòng)距離d

到C

點(diǎn)，靜電力做正功，有解W=qEd典例精析所以解討論由計(jì)算結(jié)果可知，沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低。這個(gè)結(jié)論在一般情況下也成立嗎？為什么?遷移上述問(wèn)題中，若以B

點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn)，A、C兩點(diǎn)的電勢(shì)又為多少？試比較A、B、C

三點(diǎn)電勢(shì)的高低。講授新課二、等勢(shì)面我們把電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面稱為等勢(shì)面（equipotentialsurface）。物理學(xué)中既用電場(chǎng)線形象地描繪電場(chǎng)，也用等勢(shì)面描繪電場(chǎng)。為了使等勢(shì)面能反映電場(chǎng)的強(qiáng)弱，通常使相鄰兩等勢(shì)面電勢(shì)的差值相等，等勢(shì)面密的地方電場(chǎng)較強(qiáng)，等勢(shì)面疏的地方電場(chǎng)較弱。

例如，在點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中，等勢(shì)面是一系列以點(diǎn)電荷為球心的同心球面（圖2-7），離球心近的地方比離球心遠(yuǎn)的地方等勢(shì)面密，電場(chǎng)強(qiáng)。圖2-8是幾種電場(chǎng)的等勢(shì)面和電場(chǎng)線分布示意圖。講授新課講授新課因?yàn)橥浑姾稍诘葎?shì)面上任意兩點(diǎn)的電勢(shì)能相等，所以電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)靜電力不做功。這表明，等勢(shì)面與電場(chǎng)線處處垂直。若不垂直，電場(chǎng)強(qiáng)度沿等勢(shì)面有分量，對(duì)應(yīng)的靜電力也就有沿等勢(shì)面的分量，電荷在等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí)靜電力要做功，該電荷的電勢(shì)能會(huì)變化，那么這個(gè)面就不是等勢(shì)面了。講授新課電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直，方向由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面。根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)面的關(guān)系，可由等勢(shì)面確定電場(chǎng)線。在實(shí)際應(yīng)用中，由于電勢(shì)容易測(cè)量，通常是先測(cè)出電場(chǎng)中電勢(shì)相等的各點(diǎn)，畫出電場(chǎng)中的等勢(shì)面，然后根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直畫出電場(chǎng)線，從而對(duì)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的分布有直觀、定性的了解。小節(jié)練習(xí)1.某同學(xué)認(rèn)為，電場(chǎng)中某點(diǎn)電勢(shì)的高低只與產(chǎn)生電場(chǎng)的電荷和該點(diǎn)在電場(chǎng)中的位置有關(guān)。這種看法正確嗎？為什么？

2.推理說(shuō)明：選擇無(wú)窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn)位置時(shí)，正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中任意一點(diǎn)的電勢(shì)都是正值，負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中任意一點(diǎn)的電勢(shì)都是負(fù)值。小節(jié)練習(xí)小節(jié)練習(xí)4.對(duì)以點(diǎn)電荷為球心、r

為半徑的球面上的各點(diǎn)，具有的相等物理量是

A.電勢(shì)B.電場(chǎng)強(qiáng)度

C.同一電荷所受的靜電力D.同一電荷具有的電勢(shì)能小節(jié)練習(xí)小節(jié)練習(xí)6.若選擇地面為零“重力勢(shì)”位置，用類似電場(chǎng)中定義電勢(shì)的方式，推導(dǎo)出重力場(chǎng)中“重力勢(shì)”的表達(dá)式，并對(duì)此式作出解釋。同學(xué)們，通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你有什么收獲呢？謝謝大家愛(ài)心.誠(chéng)心.細(xì)心.耐心，讓家長(zhǎng)放心.孩子安心。第3節(jié)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系情境導(dǎo)入在對(duì)吊腳樓（圖2-9）進(jìn)行測(cè)量時(shí)，若測(cè)量起點(diǎn)改變，則吊腳樓上A

點(diǎn)和B點(diǎn)的高度也相應(yīng)改變，但

A、B兩點(diǎn)的高度差h

是一定的。同樣，在電場(chǎng)中，選擇不同的位置作為零電勢(shì)點(diǎn)，電場(chǎng)中同一點(diǎn)的電勢(shì)是不同的，但電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值不會(huì)變。電勢(shì)的差值又有什么意義呢？本節(jié)將學(xué)習(xí)靜電場(chǎng)中常用的物理量——電勢(shì)差，探究其與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系.講授新課一、電勢(shì)差與靜電力做功講授新課若知道電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，就能計(jì)算出電荷在這兩點(diǎn)之間移動(dòng)時(shí)靜電力所做的功。根據(jù)得講授新課所以，電荷q

由A

點(diǎn)移動(dòng)至B

點(diǎn)，靜電力做功典例精析已知質(zhì)子電荷量和兩極板間的電勢(shì)差，根據(jù)做功與電勢(shì)差的關(guān)系，可求出質(zhì)子從正極板運(yùn)動(dòng)到負(fù)極板時(shí)靜電力所做的功.分析典例精析題目中其他條件不變時(shí)，若電子從正極板運(yùn)動(dòng)到負(fù)極板，靜電力做的功是多少？請(qǐng)與質(zhì)子移動(dòng)的結(jié)果對(duì)比，并給出解釋。解討論遷移講授新課二、勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系講授新課上式說(shuō)明，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與這兩點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向的距離之比。此時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度的單位是V/m，1V/m=1N/C（請(qǐng)證明）。其實(shí)，根據(jù)電勢(shì)的定義式，也能推導(dǎo)出電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系，請(qǐng)?jiān)囈辉?。上式也可寫成此式說(shuō)明勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩

點(diǎn)沿電場(chǎng)方向距離的乘積。講授新課講授新課兩板間的電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，已知兩板間的電壓和距離，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系，可求出電場(chǎng)強(qiáng)度；又已知質(zhì)子電荷量，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度定義可求出靜電力。重力則可由質(zhì)量求出。分析講授新課設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E，質(zhì)子在電場(chǎng)中受到的靜電力為F，

重力為G。解（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度講授新課（2）質(zhì)子受到的靜電力解質(zhì)子受到的重力比較質(zhì)子受到的靜電力和重力，可發(fā)現(xiàn)靜電力比重力大得多。講授新課討論從計(jì)算數(shù)據(jù)看，質(zhì)子在電場(chǎng)中受到的靜電力比重力大得多。微觀粒子是否都有相似的結(jié)論？為什么？遷移迷你實(shí)驗(yàn)室輝光球你可能在實(shí)驗(yàn)室、科技館或一些娛樂(lè)場(chǎng)所見(jiàn)過(guò)如圖2-15所示的輝光球。為何輝光球會(huì)產(chǎn)生絢麗多彩的輻射狀的輝光呢？

當(dāng)接通電源時(shí)，輝光球通過(guò)底部的振蕩電路板，使球體中心的電極與玻璃球外殼之間產(chǎn)生極高的高頻電壓，球體內(nèi)形成很強(qiáng)的高頻電場(chǎng)。球內(nèi)稀薄的惰性氣體在強(qiáng)電場(chǎng)作用下被電離，并在中心電極與球外殼之間發(fā)生輝光放電，從而產(chǎn)生輻射狀的輝光。迷你實(shí)驗(yàn)室若有條件，請(qǐng)你做做輝光球?qū)嶒?yàn)。用手觸摸一下輝光球，觀察有什么神奇現(xiàn)象發(fā)生。查閱資料，試試能否找到出現(xiàn)這一神奇現(xiàn)象的謎底。小節(jié)練習(xí)小節(jié)練習(xí)

3.如圖所示，a、b、c、d、e

點(diǎn)在一條直線上，b、c

兩點(diǎn)間的距離等于d、e兩點(diǎn)間的距離。在a

點(diǎn)固定放置一電荷量為Q的正點(diǎn)電荷，且在該點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中b、c

兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U。將另一個(gè)電荷量為q

的正點(diǎn)電荷從d

點(diǎn)移動(dòng)到e點(diǎn)的過(guò)程中

A.靜電力做功為qUB.克服靜電力做功為qU

C.靜電力做功大于qUD.靜電力做功小于qU小節(jié)練習(xí)

4.如圖所示，分布于南美洲亞馬孫流域圭亞那地區(qū)的電鰻，是放電

能力很強(qiáng)的淡水魚類，短暫放電的電壓可達(dá)550～800V，因此

有水中“高壓線”之稱。電鰻的頭部和尾端為放電的兩極，當(dāng)

某電鰻頭尾相距2m時(shí)，估算其放電產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的數(shù)量級(jí)。小節(jié)練習(xí)同學(xué)們，通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你有什么收獲呢？謝謝大家愛(ài)心.誠(chéng)心.細(xì)心.耐心，讓家長(zhǎng)放心.孩子安心。電勢(shì)能與電勢(shì)差章二第第4節(jié)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情境導(dǎo)入帶電粒子在電場(chǎng)中受到靜電力的作用，速度會(huì)發(fā)生改變。在示波器（圖2-16）和直線加速器等設(shè)備中，常通過(guò)電場(chǎng)來(lái)控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)。這些儀器是怎樣控制帶電粒子運(yùn)動(dòng)的呢？本節(jié)將以示波器為例，介紹如何利用電場(chǎng)控制帶電粒子的加速和偏轉(zhuǎn)。利用電場(chǎng)給帶電粒子加速，使其達(dá)到預(yù)定的速度和動(dòng)能，是控制帶電粒子運(yùn)動(dòng)的常見(jiàn)方式。

示波器中的電子槍就是通過(guò)電場(chǎng)來(lái)使電子加速的。如圖2-17所示，電子槍中的金屬絲在通電加熱后，可發(fā)射電子（熱電子發(fā)射）。電子在金屬板和金屬絲間的電場(chǎng)作用下，經(jīng)加速后從金屬板的小孔中穿出，并獲得很高的動(dòng)能。一、帶電粒子加速講授新課微觀粒子所受靜電力遠(yuǎn)大于重力，通常重力可忽略不計(jì)，只考慮靜電力對(duì)其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的影響即可。若電子質(zhì)量為m，電荷量的大小為e，金屬板與金屬絲間所加電壓為U，電子剛離開金屬絲時(shí)的速度近似為零，根據(jù)動(dòng)能定理，靜電力做功等于電子動(dòng)能的增加量，

電子穿過(guò)金屬板時(shí)的動(dòng)能講授新課講授新課它穿過(guò)金屬板時(shí)的速度顯然，通過(guò)改變金屬板與金屬絲間的電壓，就可控制電子加速后的動(dòng)能或速度.

講授新課在研究原子等領(lǐng)域的問(wèn)題時(shí)，需要帶電粒子有很大的動(dòng)能，因受各種因素限制，加速電壓難以提高至理想水平，如果只加速一次，帶電粒子的動(dòng)能難以達(dá)到實(shí)際的需要。為解決此問(wèn)題，科學(xué)家設(shè)計(jì)建造了能多次加速的直線加速器（圖2-18）等，從而獲得了更高能量的帶電粒子。講授新課利用電場(chǎng)給帶電粒子加速，使帶電粒子獲得很高的能量，在研究物質(zhì)本源、放射治療、食品安全、材料科學(xué)等方面都有著重要的應(yīng)用。講授新課利用電場(chǎng)使帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化，向預(yù)期的方向偏轉(zhuǎn)，是控制帶電粒子運(yùn)動(dòng)的另一種常見(jiàn)方式。

示波器的核心部件是示波管。圖2-19是示波管的結(jié)構(gòu)示意圖。二、帶電粒子偏轉(zhuǎn)講授新課當(dāng)豎直偏轉(zhuǎn)板、水平偏轉(zhuǎn)板都未加電壓時(shí)，電子束從電子槍發(fā)出后沿直線運(yùn)動(dòng)，在熒光屏上產(chǎn)生一個(gè)亮斑。如果豎直偏轉(zhuǎn)板加電壓，水平偏轉(zhuǎn)板不加電壓，電子束經(jīng)過(guò)豎直偏轉(zhuǎn)板時(shí)受到豎直方向電場(chǎng)力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使打在熒光屏上的亮斑在豎直方向發(fā)生偏移。同樣的道理，如果水平偏轉(zhuǎn)板加電壓，豎直偏轉(zhuǎn)板不加電壓，打在熒光屏上的亮斑則在水平方向發(fā)生偏移。講授新課示波管在實(shí)際工作時(shí)，豎直偏轉(zhuǎn)極板間和水平偏轉(zhuǎn)極板間都加上電壓，打在熒光屏上的亮斑既能在豎直方向上偏移，也能在水平方向上偏移，亮斑的運(yùn)動(dòng)就是在豎直和水平兩個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。

通常，加在豎直偏轉(zhuǎn)極板上的電壓是被研究的信號(hào)電壓。如果信號(hào)電壓是周期性的，且與加在水平偏轉(zhuǎn)板的掃描電壓周期滿足一定的關(guān)系時(shí)，在熒光屏上就會(huì)顯示出信號(hào)電壓隨時(shí)間有規(guī)律變化的圖像。典例精析典例精析分析典例精析質(zhì)子在該勻強(qiáng)電場(chǎng)中受到豎直向下的靜電力，在豎直方向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度解典例精析在極板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間解質(zhì)子離開電場(chǎng)時(shí)豎直方向偏移的距離代入數(shù)值，得y=0.94cm典例精析解代入數(shù)值，得α=25.2°帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的偏轉(zhuǎn)角度與哪些因素有關(guān)？對(duì)給定的帶電粒子，在其速度一定時(shí)，要使通過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)增大偏轉(zhuǎn)角度，應(yīng)該怎樣調(diào)節(jié)兩極板間的電壓？討論遷移示波器是先使帶電粒子加速，再使帶電粒子偏轉(zhuǎn)來(lái)工作的。對(duì)這類綜合性問(wèn)題，應(yīng)該怎樣解決？請(qǐng)分析并求解以下問(wèn)題。

一束電子流經(jīng)

U=1500V的加速電壓加速后，在距兩平行板等距離處進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)，入射方向與極板平行，如圖2-21所示。若兩板間距d=2.0cm，板長(zhǎng)l=5.0cm，那么，要使電子能從平行板間飛出，兩個(gè)極板間最多能加多大電壓？小節(jié)練習(xí)1.某靜電除塵器的除塵原理如圖所示，一帶正電的金屬板和一個(gè)帶負(fù)電的放電極形成電場(chǎng)，它們之間的電場(chǎng)線分布如圖所示，虛線為一帶電煙塵顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b

是軌跡上的兩點(diǎn)。若不計(jì)煙塵顆粒的重力，下列說(shuō)法正確的是

A.a

點(diǎn)電勢(shì)高于b

點(diǎn)電勢(shì)

B.a

點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度小于b

點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度

C.煙塵顆粒在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在

b點(diǎn)的電勢(shì)能

D.煙塵顆粒在a

點(diǎn)的動(dòng)能小于在b

點(diǎn)的動(dòng)能小節(jié)練習(xí)2.一帶正電的液滴以水平向右的初速度進(jìn)入范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向左。不計(jì)空氣阻力，則液滴在電場(chǎng)中

A.做直線運(yùn)動(dòng)B.做曲線運(yùn)動(dòng)

C.速率先減小后增大D.速率先增大后減小小節(jié)練習(xí)小節(jié)練習(xí)小節(jié)練習(xí)小節(jié)練習(xí)6.如圖所示，真空中有一電子以速度v

沿著與電場(chǎng)強(qiáng)度垂直的方向自O(shè)

點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)。以O(shè)

為坐標(biāo)原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系，x

軸垂直于電場(chǎng)方向，y軸平行于電場(chǎng)方向，在x軸上取OA=AB=BC，分別自A、B、C

點(diǎn)作與y

軸平行的線，跟電子的徑跡交于M、N、P三點(diǎn)，求（1）電子經(jīng)M、N、P三點(diǎn)時(shí)，沿y

軸的分速度之比；

（2）電子從O

點(diǎn)開始每經(jīng)過(guò)相等時(shí)間的動(dòng)能增量之比.同學(xué)們，通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你有什么收獲呢？謝謝大家愛(ài)心.誠(chéng)心.細(xì)心.耐心，讓家長(zhǎng)放心.孩子安心。第5節(jié)科學(xué)探究：電容器情境導(dǎo)入據(jù)記載，1752年，富蘭克林曾利用萊頓瓶（圖2-22）進(jìn)行了著名的費(fèi)城實(shí)驗(yàn)，即用風(fēng)箏將“天電”引下來(lái)，收集到萊頓瓶中。為什么萊頓瓶能把電荷儲(chǔ)存起來(lái)？本節(jié)將學(xué)習(xí)儲(chǔ)存

電荷的常用電學(xué)元件——電容器.講授新課當(dāng)原來(lái)不帶電的電容器的兩極板連接電源時(shí)，電容器充電，兩極板會(huì)分別帶上等量異種電荷，如圖2-23（a）所示。一、觀察電容器的充、放電現(xiàn)象能儲(chǔ)存電荷的電學(xué)元件稱為電容器（capacitor）。兩塊彼此絕緣的平行金屬板可組成最簡(jiǎn)單的電容器，即平行板電容器。講授新課電容器充電后，兩極板間存在電場(chǎng)，電荷因受靜電力的作用而儲(chǔ)存在極板上。當(dāng)充電后的電容器兩極板通過(guò)電流計(jì)接通時(shí)，電路中會(huì)形成瞬時(shí)電流而發(fā)生放電，使兩極板的電荷中和而不再帶電，如圖2-23（b）所示。下面我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究電容器的充電和放電。講授新課（1）通過(guò)觀察，了解電容器在充電和放電的過(guò)程中，兩極板間電壓和電路中電流的變化。

（2）判斷電容器在充電和放電的過(guò)程中，兩極板儲(chǔ)存電荷量的變化。實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)?zāi)康碾娊怆娙萜鳌⒅绷麟娫?、電流?jì)、電壓表、電阻、單刀雙擲開關(guān)、導(dǎo)線。講授新課實(shí)驗(yàn)電路如圖2-24所示。當(dāng)開關(guān)撥到位置“1”時(shí)，電源E

對(duì)電容器充電；當(dāng)開關(guān)撥到位置“2”時(shí)，電容器放電。在充電和放電過(guò)程中，利用電流計(jì)觀察電路的電流大小和方向的變化，利用電壓表觀察電容器兩極板間電壓的變化，進(jìn)而判斷電容器兩極板儲(chǔ)存電荷量的變化。實(shí)驗(yàn)原理與設(shè)計(jì)講授新課按照實(shí)驗(yàn)電路圖連接電路，觀察電容器的充、放電過(guò)程中電流計(jì)和電壓表指針的偏轉(zhuǎn)情況。請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)步驟，完成實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)步驟數(shù)據(jù)分析將測(cè)量的信息填入你設(shè)計(jì)的表格中，請(qǐng)分析觀察到的現(xiàn)象并得出結(jié)論。講授新課討論請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論充電后，將開關(guān)斷開，你會(huì)觀察到什么現(xiàn)象？素養(yǎng)提升能分析物理現(xiàn)象，有針對(duì)性地提出可探究的物理問(wèn)題；能根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c器材等設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，會(huì)觀察物理現(xiàn)象，獲得證據(jù)，有安全意識(shí)；能記錄并分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、形成與實(shí)驗(yàn)?zāi)康南嚓P(guān)的結(jié)論，并嘗試作出解釋；能撰寫完整的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，在報(bào)告中能呈現(xiàn)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟