1、1.1 电荷及其守恒定律 回顾与思考 冬天脱外套时会有火花产生，梳过头的梳子能吸引小 纸屑，思考物体是怎么带上电的呢？ 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其带电本质 3 理解电荷守恒定律 4 知道静电感应、电荷量、元电荷、比荷的概念 很早之前，希腊人就发现摩擦过的琥珀能吸引小物 体。16世纪，英王御医吉尔伯特在研究这类现象时创造 了“电”这个词，用来表示琥珀摩擦以后具有的性质， 并且认为摩擦过的琥珀带有电荷。 后来随着人们研究的深入，人们发现带上电荷的物 体会存在相互排斥与相互吸引的作用。美国科学家富兰 克林根据这一现象命名了正电荷和负电荷。 两种电荷 自然
2、界中只有两种电荷：正电荷和负电荷 正电荷： 丝绸摩擦过的玻璃棒上所带的电荷 负电荷： 毛皮摩擦过的橡胶棒上所带的电荷 相互作用规律： 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。 （同电相斥，异电相吸） 思考 1、下列说法是否正确。 （1）相互吸引的物体不一定是带异种电荷的物体。 （ ） （2）玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电，橡胶棒无论 与什么物体摩擦都带负电。 （ ） （3）摩擦过的物体一定会带电。 （ ） 使物体带电的方法 1、摩擦起电 微观解释：电子从一个物体转移到另一个物体上。 得到电子带负电，失去电子带正电 摩擦起电的实质是电荷的转移，总电荷量不变。 思考 1、闪电中的电荷是怎么来的？ 在
3、夏天，空气在高低空对流剧烈，云层跟空气相互摩 擦而带电。当两块带异种电荷的云层相接近时，就会激发 出巨大的电火花，并伴随着巨大的轰鸣声，这就是雷电。 2、接触起电 一个不带电的金属导体跟另一个带电的金属导体接 触后分开，而使不带电的导体带上电荷的方式。 +3Q -Q 相同金属球相互接触时电荷量的分配规律 1、同种电荷：每个小球所带的电荷量均为总电荷的一 半 ， 电性与原来电性相同。 2、异种电荷：先中和等量异种电荷，剩余电荷量平均 分配，电性与接触前电荷量大的一致。 接触起电的实质是电荷的转移，电荷总量不变 3、感应起电 静电感应：把电荷移近不带电的导体，可以使导体上的电 荷重新分配的现象 规
4、律： 近端感应异种电荷 远端感应同种电荷 感应起电：利用静电感应使金属导体带电的过程 。 感应起电的实质是电子的转移，电荷总量不变 思考 1、三种起电方式中，为什么转移的是“电子”而不是 “正电荷”呢？ 电子是可以“自由”移动的，而所谓的“正电荷”， 是由于原子(分子)失去一个（或几个）电子后，呈现出带 正电的状态，它是不存在转移的可能性的。 归纳思考 分析三种起电方式的本质，摩擦起电、接触起电、感 应起电本质都是电荷的总量不变，电荷发生了转移。你能 发现什么规律呢？由此我们能得出什么样的结论呢？ 起电的本质：无论哪种起电方法都不是创造了电荷， 而是物质内部原有的正负电荷实现了分离和转移。 电
5、荷守恒定律 第一种表述： 电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体 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。 第二种表述： 一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保 持不变。 它是物理学的基本定律之一 思考 1、“物体不带电是指物体呈电中性，也就是说物体内 部没有电荷”这种说法对吗？为什么？ 不对，原子中原子核和电子都是带电的，物体内部 有电荷。只是由于物体内部正电荷数量和负电荷数量相 等，所以物体不显电性，显示电中性。 元电荷 1、由于电荷可以从一个物体转移到另外一个物体，我们把 物体所带电荷的多少叫做电荷量
6、 符号：Q 或 q 单位：库仑（C） 2、最小的电荷量叫做元电荷，用 e 表示 ， e =1.6010-19 C （美国物理学家密立根用实验测得的） 3、电子的电荷量e与电子质量m之比，叫做电子的比荷。 e/me=1.761011C/kg 知识点拨 1、所有带电体的电荷量或者等于e或者等于e的整数倍。 这就是说，电荷量是不能连续变化的物理量。 2、比较带电体带电的多少，要比较的是其电荷量的绝对 值，绝对值大的带电量多。尽管电荷量有正、负值（正 号一般省略），但是这里的“+”“-”号不表示电荷量的 大小，只代表电荷的性质（种类）。 课堂小结 电荷及其电荷及其 守恒定律守恒定律 两种电荷两种电荷
7、起电方式 元电荷 摩擦起电 感应起电 接触起电 电 荷 守 恒 定 律 巩固训练 例1、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 ： A B、C球均带负电 B B球带负电，C球带正电 C B、C球中必有一个带负电，而另 一个不带电 D B、C球都不带电 答案：D 例2、当用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球 后，金属箔片张开。此时，金属箔片所带电荷的电性 和起电方式是（ ） A正电荷 B负电荷 C接触起电 D感应起电 答案：AC 例3、下列说法正确的是（ ） A物体所带的电荷量可以是任意实数 B不带电的物体上，既没有正电荷也没有负电荷 C摩擦起电
8、的过程是一个物体失去电子另一个物体得 到电子的过程 D玻璃棒与任何物体摩擦均会带上正电荷 答案：C 1.2 库仑定律 回顾与思考 如前所述，同种电荷之间存在斥力，异种电荷之间存在引 力。 18世纪物理学家把带电物体在相互作用中的表现，与力学 中的作用力联系起来了。那么，电荷之间的作用力的大小 决定于哪些因素呢？ 学习目标 1 知道点电荷的概念，理解带电体简化为点 电荷的条件 2 掌握库仑定律及其表达式，会用库仑定律 进行有关计算 3 通过静电力与万有引力的对比，体会类比 法在物理发展中的应用 探究影响电荷间相互作用力的因素 移动电荷或改变移动电荷或改变A带电量观察现象电量观察现象 1. 实验装
9、置与原理 2. 探究过程 实验现象 实现表明 电荷量一定时 电荷间的距离越大， 偏角越大 力随距离增加而减 小 电荷间的距离 一定时 电荷量越大，偏角越 大 力随电量的增加而 增加 3. 探究结果 影响两电荷之间相互作用力的因素：电量q 、两电荷间的 距离r 关系：两个电荷之间的作用力（F）随着电荷量（q）的增 大而增大，随着距离（r）的增大而减小。 点拨 该探究实验用了控制变量法，即先控制其他量不变，只研究 两个量之间的关系。 猜想：F与 q、r 有什么具体关系？ 再想一想：电荷之间相互作用力的大小会不会与万有引力定 律的大小具有相似的形式呢？会不会是 ？ 12 2 Fk qq r 库仑定律
10、 1、点电荷 （1）定义：带电体的距离比它们自身之间的大小大得多， 以至带电体自身的大小、形状及电荷分布状况对它们之间的 作用力的影响可以忽略时，带电体可以看作一带电的点，叫 做点电荷。 点电荷是一种理想化模型，与质点概念类似。 点电荷与元电荷的区别 元电荷是一个电子或质子所带电荷量的绝对值，是电荷量 的最小单位 点电荷不考虑带电体的大小和形状，是带电个体，所带电 荷量一定是一个元电荷的整数倍。 2. 库仑定律 （1）内容：真空中两个静止点电荷之间相互作用力，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。 （2）表达式： （3）适用条件：真空中 静止的
11、点电荷 12 2 q q Fk r （4）对库仑定律的理解 式中的k是比例系数，叫做静电常量。 计算大小时只需将电荷量的绝对值代入。 库仑力是矢量，遵从平行四边形定则。 922 9.0 10 N m /Ck 思考 1、在理解库仑定律时，有人根据公式 ，得出 当 r 0时，F 的结论，你认为对吗？为什么？ 不对，因为当r 0 时，两电荷不能再看成点电荷了， 因此，也不能直接用公式计算两个电荷间的相互作用力。 12 2 q q Fk r 库仑的实验 法国物理学家库仑利用扭秤研究出了电荷间相互作用力 的大小跟电量和距离的关系。 1. 实验过程 2. 实验结论 （1）力 F 与距离 r 的二次方成反比
12、，即 （2）力 F 与 q1 和 q2 的乘积成正比，即 所以 或 。 3. 库仑的实验思想方法 （1）小量放大思想 （2）电荷均分原理 2 1 F r 12 F q q 12 2 q q Fk r 12 2 q q F r 课堂小结 探究实验 q越大，F越大 r越大，F越小 库仑定律 内容 适用条件 12 2 q q Fk r 巩固训练 例1库仑定律的适用范围是（ ） A真空中两个带电球体间的相互作用 B真空中任意带电体间的相互作用 C真空中两个点电荷间的相互作用 D真空中两个大小远小于它们之间的距离的带电体 间的相互作用 CD 例2. 两个放在绝缘架上的相同金属球，相距d，球的半径 比d小
13、得多，分别带q和3q的同种电荷，相互斥力为3F， 现将这两个金属球接触，然后分开，仍放回原处，则它 们的相互斥力将变为（ ） A0 BF C3F D4F D 1.3 电场强度 回顾与思考 库仑定律：真空中两个静止点电荷之间相互作用力，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。 两电荷不直接接触，它们之间的相互作用是怎样产生的？ + + + + + + A B + + + + + + 学习目标 1 知道电荷间的相互作用是通过电场实现的，场是物 质存在的一种形式。 2 体会用比值定义物理量的方法，理解电场强度的定 义公式、单位及方向。 3 能推导点电荷场
14、强公式，知道叠加原理，并进行简 单计算。 4 知道电场线的定义和特点，会用电场线描述电场强 度的大小、方向。 电场 1837年法拉第提出“场”的概念 B电荷 A电荷 电荷之间通过电场发生相互作用 1. 电场 概念：在电荷周围存在着的一种特殊物质。 静电场：静止电荷产生的电场。 性质：对放入电场中的电荷有力的作用。 2. 对电场的理解 电场是物质，客观存在。 电场并非有分子、原子构成，是一种特殊物质。 猜想：电场有强弱和方向，但看不见又摸不着， 那么空间是否有电场通过什么来检验？ 空间某点电场的强弱和方向又通过什么来确定？ 电场强度 1、试探电荷与场源电荷 （1）试探（检验）电荷：用来探测电场是
15、否存在或研究电 场的性质的电荷称为检验电荷。 试探电荷所带的电荷量和体积必须尽可能小 （2）场源电荷：激发电场的电荷称为场源电荷。 任何电荷均能激发电场 2. 电场强度 电场强度 概念 放入电场中某点的电荷所受的电场力F跟它 的电荷量q的比值，叫做该点的电场强度。 定义式 单位 牛/库(N/C) ，伏/米(V/m) 1 V/m=1N/C 方向 规定与正电荷在该点的受力方向相同 F E q 点拨物理量的比值定义法 在物理学中，常常用比值定义一个物理量，用来表示研究 对象的某种性质。 功率：P = W t 速度：v =v = s s t t 电场强度：E = F q 物质的密度：= m V 它们共
16、同的特点：用比值定义的物理量只与比 值有关，而与比值中的两物理量无关。 思考 1、电场强度的定义为 E=F/q，那么空间某点的电场强度跟 试探电荷受到的静电力成正比、跟它的电荷量成反比？为 什么？ 空间某点的电场强度由电场本身决定，与该处是否有 试探电荷及试探电荷电荷量的大小无关，就好象物质的密 度=m/v是由物质本身决定，跟物体的体积无关一样 点电荷的场强及电场强度的叠加 1. 点电荷的电场 推导：场源电荷 Q 与试探电荷 q 相距为 r，则试探电荷 q 所 处的电场强度为： 2 Q Ek r 2 2 Qq k FkQ r E qqr 点电荷的电场的方向 + - 正点电荷电场方向背离电荷 负
17、点电荷电场方向指向电荷 公式 与 的对比理解 2 Q Ek r F E q 意义意义 适用条件适用条件 Q Q或或q q的意的意 义义 公式中各量公式中各量 的关系的关系 电场强度的 定义式 任何电场 q是试探 电荷 E用F与q的比 值来表示，E 与F、q的大 小无关 点电荷的电 场强度公式 真空中的 点电荷 Q是场源 电荷 E由Q、r决 定，E与Q成 正比 F E q 2 Q Ek r 公式 项目 2. 电场强度的叠加 电场中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。 +Q -Q E1 E2 E +Q +Q E1 E1 E2 E2 E 电场强度是矢量，
18、遵循平行四边形定则 点拨均匀带电球体（或球壳）外某点电场强度的计算 一个半径为R的均匀带电球体（或球壳）在外部产生的 电场与一个位于球心的、电荷量相等的点电荷产生的电场相 同。 Q r q r Q q 2 Q Ek r 思考 1. 一个均匀带电的球或球壳，在其球心的电场强度是多少？ 根据电场强度的叠加原理，其球心处的电场强度为零 。 2. 比较大的带电体的电场强度如何计算？ 求比较大的带电体的电场强度，可把带电体分成若干小 块，每个小块看成点电荷，用点电荷电场强度叠加的方法计 算。 电场线 匀强电场 1. 电场线 （1）电场线是画在电场中的一条条有方向的曲线，曲线上 各点的切线方向表示该点电场
19、强度方向。 EA EB EC 2. 电场线的特点 电场线密的地方场强强，电场线疏的地方场强弱 静电场的电场线起于正电荷或无穷远，终止于无穷远或 负电荷 电场线不会相交，也不会相切 电场线是假想的，实际电场中并不存在 电场线不是闭合曲线，且与带电粒子在电场中的运动轨 迹之间没有必然联系 点拨几种常见电场中电场线的比较 （1）点电荷的电场线 离点电荷越近，电场线越密，场强越大。 以点电荷为球心作个球面，电场线处处与球面垂直， 在此球面上场强大小处处相等，方向不同。 （2）等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布 沿点电荷的连线，场强先变小后变大 两点电荷连线中垂面（中垂线）上，场强方向均相同，且总
20、与中垂面（中垂线）垂直 在中垂面（中垂线）上，与两点电荷连线的中点O等距离各 点场强相等。 （3）等量同种点电荷形成的电场中电场线分布 两点电荷连线中点O处场强为0 两点电荷连线中点附近的电场线非常稀疏，但场强并不为0 两点电荷连线的中点到无限远电场线先变密后变疏 2. 匀强电场 （1）定义：如果电场中各点电场强度的大小相等、方向相 同，这个电场就叫匀强电场 电场强度方向处处相同，电场线是平行线 电场强度大小处处相等，电场线间距相等 思考 1. 电场线与带电粒子的运动轨迹并不一定重合，若要使运动 轨迹和电场线重合，应满足什么条件？ 电场线与带电粒子的运动轨迹重合必须同时满足以下条 件：电场线是
21、直线；带电粒子只受静电力作用或受其他 力，但合力方向沿电场线所在直线；带电粒子初速度为 0 或初速度方向沿电场线所在的直线。 课堂小结 匀强电场 电场 电场的物质性 电场的基本性质 电场强度 定义 点电荷的电场强度 电场强度的叠加 遵循平行四边形定则 电场线 特点 常见电场的电场线 匀强电场 2 Q Ek r F E q 巩固训练 例1关于电场，下列说法正确的是（ ） A. 电场是假想的，并不是客观存在的物质 B. 只要有电荷存在，在其周围就一定存在电场 C. 电场对放人其中的电荷有力的作用 D. 电场对放人其中的电荷没有力的作用 BC 例2. 电场中有一点P，下列哪些说法正确的是（ ） A.
22、 若放在P点的试探电荷的电量减半，则P点的场强减半。 B. 若P点没有试探电荷，则P点的场强为零。 C. P点的场强越大，则同一电荷在P点受到的电场力越大。 D. P点的场强方向为试探电荷在该点的受力方向 C 1.4 电势能和电势 回顾与思考 一个静止的试探电荷在电场中释放，它将如何运动？ E F 在静电力作用下电荷做加速运动，一段时间后获 得一定的速度，试探电荷的动能增加。 在这一过程中，什么能转换为动能的呢？ 学习目标 1 知道静电力做功与路径无关的特点。 2 理解静电力做功与电势能变化的关系，认识电势能 的相对性。 3 知道电势的定义方法及其定义公式、单位。 4 知道等势面的定义，知道电
23、场线一定垂直于等势面。 静电力做功的特点 1.静电力做功的推导 把正电荷沿不同路径从A点移到B点，求静电力做的功。 B A q F 甲 M q 沿直线从A到B，静电力F= Eq，静电力与位移夹角为 W甲= F |AB|cos=qE |AM| q沿折线AMB从A点到B点，在AM段静电力做功W1=qE |AM|， 在线段MB段静电力做功W2=0。 B A q F 甲 M W = W1 + W2 = qE |AM| 乙 q沿任意曲线从A点到B点，与静电力平行的短折线的长度之和 等于|AM| B A q F 甲 M W = qE |AM| 乙 丙 2. 静电力做功的特点 静电力做的功与电荷经过的路径无
24、关，只与电荷的起始 位置和终止位置有关。 点拨 1. 静电力做功的特点也适用于非匀强电场。 2. 在同一电场中，只要初、末位置确定，那么移动电荷 做的功也就确定了。 重力做功与路径无关，由初末位置的高度差决定 重力做功的过程是重力势能转化动能的过程。 那电场力做功的过程是什么能转化 为什么能呢？ 既然，做功的过程是一个能量转化的过程。 电势能 1. 定义 由于移动电荷时静电力做的功与移动的路径无关，电荷在电 场中也具有势能 ，这种势能叫做电势能 ，用EP表示。 2. 静电力做功与电势能变化的关系 电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小 电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大 电场力做的功等于电势能
25、的减少量 PBPAAB EEW 3. 电势能的大小 在电荷在某点的电势能，等于把它从这点移到零势能位 置时静电力做功。 通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零， 或把电荷在大地表面上电势能规定为零。 电荷在某点的电势能与零势能位置有关，有相对性； 电荷在某两点之间的电势能与零势能位置无关，有绝对性。 重力势能和电势能的比较 重力场中，重力：地球和 物体之间存在的吸引力 电场中，电场力：电荷 之间的作用力 有重力就有重力势Ep=mgh 有电场力就有相应的能，叫 电势能EP Ep由物体和地面间的相对位 置决定 EP由电荷间的相对位置决定 电场力做正功，电势能就减少 电场力做负功，电势能就增
26、加 电场力作功，电势能改变 重力做功，重力势能改变 重力做正功，重力势能就减少 重力做负功，重力势能就增加 W重 = EP1-EP2 W电 = EPA-EPB 思考 1、电势能是属于谁的？ 电势能是属于电场和电场中的电荷所共有的，即放入 电场中的电荷有电势能 。 2.在电场强大越大的地方，同一个点电荷具有的电势能也就 越大吗？为什么？ 不一定，电场强度的大小与点电荷的电势能大小并无必 然的联系。电场强度小的地方，所放点电荷的电势能可能 大。 伏特(V) 电荷在电场中某一点的电 势能与它的电荷量的比值， 叫这一点的电势。 电势 定义 零点 单位 电势 1. 对电势的理解 q E P 1 V =
27、1 J/C 通常取离场源电荷无限远处 或大地的电势为零 对电势概念的理解 1.电势是标量，只有大小，没有方向。（负电势表示该处的电 势比零电势处电势低） 2.电势是表征电场中某点能的性质的物理量，仅与电场中某点 性质有关，与电场力做功的值及试探电荷的电荷量、电性无 关。 3.电势与电场线的关系：沿着电场线的方向电势逐渐降低。 电势与电场强度的比较 电势电势 电场强度电场强度E 物理意义 描述电场的能的性质 描述电场力的性质 大小 标量性 标量 矢量 单位 V V/m 联系 1. 电势沿着电场强度的方向降落 2. 电势与电场强度的大小不存在直接关系 等势面 1. 定义 电场中电势相同的各点构成的
28、面叫做等势面 2. 几种典型电场的等势面 （1）点电荷电场中的等势面：以点电荷为球心的一簇球面 （2）等量异种点电荷电场中的等势面：两簇对称曲面和对 称中心面 （3）等量同种点电荷电场中的等势面：两簇对称曲面 （4）匀强电场中的等势面：垂直于电场线的一簇平面 E （4）形状不规则的带电体附近的电场线及等势面 3. 等势面的特点 在同一等势面上移动电荷，电场力不做功。 等势面一定与电场线垂直，并且电场线总是从高等势面指向 低等势面。 等势面分布越密，电场强度越大。 不同的等势面不相交。 4. 等势面的用途 知道等势面能清楚电场中各点的电势高低差别情况。 可求电荷在不同等势面间移动时静电力做的功。
29、 由等势面描绘电场线，由等势面疏密，确定电场强度大小。 连线上连线上 连线的中连线的中 垂线上垂线上 从中点沿从中点沿 中垂线向中垂线向 两侧两侧 连线上关于中点对称连线上关于中点对称 点和中垂线上关于中点和中垂线上关于中 点对称的点点对称的点 两等量正 电荷 中点处 最低 与连线交 点处最高 降低 等势 两等量负 电荷 中点处 最高 与连线交 点处最低 升高 等势 两等量异 种电荷 从正电 荷向负 电荷降 低 中垂线为 等势线 不变 中垂线上等势，连线 上与电势零点差值大 小相等，一正一负 等量同种、异种电荷的电势分布特点 电荷 位置 电势 课堂小结 电势能和 电势 静电力做功 公式推导 做
30、功特点 电势能 定义 静电力做功与电势能变化的关系 电势 电势的定义、公式、单位 电势与电场强度的比较 等势面 几种典型电场的等势面 巩固训练 例1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 D 例2. 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（ ） Aa、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 Da、b两点的电势相等 D 1.5 电势差 回顾与思考
31、重力场重力场 重力 某点的高度 重力势能 重力做功 WG = EP1-EP2 两点间高度差 电场电场 电场力 某点的电势 电势能 电场力做功 W电 = EPA-EPB ？ 学习目标 1 理解电势差的概念，知道电势差与电势零点的选 取无关 2 掌握两点间电势差的公式，知道两点间电势差的 正负号与这两点的电势高低之间的对应关系。 3 知道在电场中移动电荷时静电力做功与电势差的 关系，会用静电力做功的公式进行相关计算 电势差 1.定义 电场中两点间的电势之差，也叫电压。 2.公式 ABAB U BABA U BAAB UU 3. 对电势差的理解 （1）电场中两点间的电势差，由电场本身的性质及初、 末
32、位置决定。 （2）描述电势差时，必须指明是哪两点的电势差。A、B 间的电势差记为UAB，而B、A间的电势差记为UBA。 （3）电势差是标量，正负不表示方向，表示电场中两点 电势的相对高低。 电势和电势差的比较 电势 (1)(电场中某点的)电势 与电势零点的选取有关 (2)电势由电场本身决定， 反映电场的能的性质 (3)相对量 (4)标量，可正可负 电势差UABAB (1)某点的电势在数值上等于该点与电势零点之间的电 势差。(2)电势与电势差的单位相同，皆为伏特(V) (1)(电场中两点间的)电势 差与电势零点的选取无关 (2)电势差由电场和这两点 间的位置决定 (3)绝对量 (4)标量，可正可
33、负 联系联系 区别区别 思考 1、电场中的电势是相对的还是绝对的？电势差是相对的还 是绝对的？ 电场中的电势是相对的，因为它的大小和正负跟零电势 点的选取有关，而电势差是绝对的，它的大小和正负跟零 电势点的选取无关，正如高度和高度差的关系一样 电势差与静电力做功的关系 1. 推导 电荷q从电场中A点移到B点时，静电力做的功WAB等于电荷 在A、B两点的电势能之差。 A A B B AB qq AB q AB qU ABAB WqU AB AB W U q 或 ABPAPB WEE 对 理解 （1） 中，W AB等于电荷在从A点移到B点静电力做 的功，q 为电荷所带的电荷量，正电荷取正值，负电荷
34、取 负值。 （2）不能说UAB 与W AB 成正比、与q成反比，只能用W AB、 q计算A、B两点间的电势差UAB （3）公式W ABqUAB适用于任何电场，其中UAB为电场中 A、B两点间的电势差，W AB仅是电场力做的功，不包括从 A到B移动电荷时，其他力所做的功。 AB AB W U q AB AB W U q 点拨静电力做功的四种方法 （1）功的定义法：W Flscos 或W qEscos 求解匀强电 场中静电力做的功。 （2）电势差法：W ABqUAB （3）电势能变化法： W ABEPA EPB （4）动能定理：W电+W其他力= EK 注意：方法（2）（3）（4）适用于任何电场 课
35、堂小结 电势差 定义 公式 UABAB 与电势的区别 电势差与静电力做功的关系 WABqUAB 巩固训练 例1关于电势差的慨念的说法中正确的是（ ） A. 电场中，两点间的电势差等于电荷从其中一个点移到另 一个点时电场力所做的功 B. 1C的电荷从电场中一点移到另一点，如果电场力做了1J 的功，那么，这两点间的电势差数值上等于1V C. 电场中两点间的电势差的大小，跟移送电荷的电场力所 做的功无关 D. 电场中两点间的电势差的大小，跟在这两点间移动电荷 电场力所做的功成正比，跟移送电荷的电量成反比 BC 例2. 关于匀强电场场强和电势差的关系，下列叙述错误 的是（ ） A. 在相同距离的两点上
36、，电势差大的其场强也必定大 B. 任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积 C. 沿不垂直于电场线方向任意一条直线上相同距离上的 电势差必相等 D. 电势降低的方向一定是场强方向 ABD 1.6 电势差与电场强度的关系 回顾与思考 电场的两大性质 力的性质 由电场强度 E 精确描述 可用电场线形象表示 能的性质 由电势 、电势差 U 精确描述 可用等势面形象表示 电场强度和电势都是描述电场的物理量，它们之间有 什么关系呢？ 学习目标 1 知道在匀强电场中电势差与电场强度的关 系，掌握二者关系的公式。 2 知道电场强度另一个单位“伏特每米” 的物理意义。 电势差与电场强度的关系 1.关系式
37、的推导 在匀强电场中，把电荷q从A移到B，静电力做功 B A q F C L 从力的角度： 从能的角度： UAB=ELcos= Ed 2 、电势差与电场强度的关系 说明： 只适用于匀强电场 d：沿场强方向的距离 匀强电场中两点间的电势差等于场强与这两点 间沿电场方向距离的乘积。 EdU 对于非匀强电场，可做定性判断 点拨 对非匀强电场的定性分析 在正点电荷Q的电场中，A、B、C三点，AB = BC，要 求比较UAB和UBC的大小。 我们知道，AB段中各点的电场强度要比BC中的各点电场强 度大，因此AB段的平均电场强度要比BC段的平均电场强度 大，由U =E d可知UAB UBC。 + B A
38、C EdU 思考 1.判断下列说法的正误 （1）匀强电场中各处电场强度相等，电势也相等。（ ） （2）沿电场线方向电势一定越来越低。（ ） （3）电势降低的方向就是电场线的方向。（ ） 电场强度的另一种表述 1. 内容：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点间的电势 差与两点沿电场强度方向距离的比值。 2. 单位：V/m （1 V/m=1 N/C ） 3. 方向：电场强度的方向是电势降落最快的方向，沿电场强 度方向，单位长度上的电势差最大。 如图：由A到C方向电势降落最快。 U E d E D C B A 物理意义物理意义 引入过程引入过程 适用范围适用范围 是电场强度大 小的定义式 由Fq引入
39、， 反映某点电场 强度的性质 适用于一切电场 是真空中点电 荷场强的决定 式 在真空中，场电 荷Q是点电荷 匀强电场中场 强与电势差的 关系式 由 F=Eq 和 W=Uq引入 匀强电场 q F E 2 r Q kE d U E 区别区别 公式公式 电场强度的几个公式间的区别与联系 思考 1. 电势为 0 处电场强度就为 0 吗？请举例说明。 不一定。因电场强度等于沿电场强度方向上单位距离 的电势差，它是电势在距离上的变化率。由此可知，电势 为0，但电势在距离上的变化不一定为0。比如，在等量异 种点电荷的连线的中垂线上，电势为0，但其上各点的电 场强度却不为0. 课堂小结 电势差与电场强 度的关
40、系 二者关系 推导 表达 公式及使用条件 电场强度的 另一种表述 表述 公式 单位、方向 巩固训练 例1如图，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的 方向由a到c, a、b间的距离等于b、c间的距离。用a、b、 c和Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点的电势和场强。下列 选项正确的是（ ） A A.abc B. EaEbEc C.ab=bc D. Ea=Eb=Ec a b c E 例2.图中,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点移到e点
41、的过程中( ) 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 D a b c d e 1.7 静电现象的应用 回顾与思考 电场最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用。 把不带电的金属导体ABCD放到电场强度为E0的电场中， 金属导体中的自由电子会如何运动？结果如何呢？ - - - - - - - 学习目标 1 通过对静电场中导体的自由电子运动情况的讨论， 了解静电平衡的概念，掌握静电平衡的特征。 2 通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分布 特点。 3 了解尖端放电和静电屏蔽现象，关注生活、生产 中的静电现象。 静电平衡状态下导体的电场 1.
42、静电感应现象 把 不 带 电 的 金 属 导 体 ABCD放到电场强度为E0的电 场中，导体内的自由电子在静 电力的作用下逆着电场线定向 移动，在AB面出现负电荷， 在CD面出现等量正电荷，这 种现象就是静电感应现象。 2. 静电平衡状态 导体中自由电荷在电场力 作用下将发生定向移动. 感应电荷的电场增到与外电场 相等时，导体内合场强为零， 自由电荷的定向移动停止. 发生静电感应的导体，当感应电荷产生的感应 电场E和原电场E在导体内叠加为零，即E=E时， 自由电子停止定向移动，这时导体所处的状态叫静 电平衡状态。 3. 静电平衡的特征 处于静电平衡状态的导体，内部场强处处为零。 处于静电平衡状
43、态的整个导体是个等势体，它的表面是 个等势面。 处于静电平衡状态的导体，其外部表面附近任何一点的 场强方向必跟该点的表面垂直。 4. 静电平衡状态下导体上电荷分布 （1）导体内部没有净电荷，净电荷分布在导体的外表面 （2）在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度（单位面积 的电荷量）越大，凹陷的位置几乎没有电荷。 均匀球形导体 带电导体的等势面 点拨 （1）金属导体建立静电平衡状态的时间是非常短暂的。 （2）处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零，指的是 外电场E0与导体两侧的感应电荷产生的电场E的矢量和为0。 （3）地球是一个极大的导体，可认为处于静电平衡状态， 所以它是一个等势体。这是我们可以
44、选大地做零电势体的一 个原因。 尖端放电 1. 空气的电离 导体尖端电荷密度很大，电场很强，带电粒子在强电场 的作用下剧烈运动撞击空气分子，从而使分子的正负电 荷电离的现象 2. 尖端放电 在强电场作用下，物体曲率大的地方(如尖锐、细小的顶 端，弯曲很厉害处)附近，等势面密，电场强度剧增，致使这 里空气被电离而产生气体放电现象，称为电晕放电，而尖端 放电为电晕放电的一种，专指尖端附近空气电离而产生气体 放电的现象。 3. 应用与防止 避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施，通过避雷针 尖端放电，建筑物不至于积累过多的电荷而遭雷击。 尖端放电会导致高压设备上电能的损失，所以高压设备的 导体表面应尽可能光滑。 思考 1.在下列措施中，能
