人教版高中物理选修3-1

人教版高中物理选修3-1(一)
人教版高中物理选修3-1知识点

物理选修3-1 知识总结

第一章 第1节 电荷及其守恒定律

一、电荷守恒定律

表述1：电荷守恒定律：电荷既不能凭空产生，也不能凭空消失，只能从一个物体转移到另一个

物体，或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中，电荷的总量保持不变。

表述2、在一个与外界没有电荷交换的系统内，正、负电荷的代数和保持不变。 二、电荷量

1、电荷量：电荷的多少。

2、元电荷：电子所带电荷的绝对值1.6×10－19C 3、比荷：粒子的电荷量与粒子质量的比值。

第一章 第2节 库仑定律

一、电荷间的相互作用

1、点电荷：带电体的大小比带电体之间的距离小得多。

2、影响电荷间相互作用的因素

二、库仑定律：在真空中两个静止点电荷间的作用力跟它们的电荷的乘积成正比，跟它们距离的平方

成反比，作用力的方向在它们的连线上。

Fk

注意（1）适用条件为真空中静止点电荷

Q1Q2r

2

（2）计算时各量带入绝对值，力的方向利用电性来判断

第一章 第3节 电场 电场强度

一、电场

电荷（带电体）周围存在着的一种物质，其基本性质就是对置于其中的电荷有力的作用。 二、电场强度

1、检验电荷与场源电荷

2、电场强度

检验电荷在电场中某点所受的电场力F与检验电荷的电荷q的比值。

E

Fq

国际单位：N/C

电场强度是矢量。规定：正电荷在电场中某一点受到的电场力方向就是那一点的电场强度的方向。 三、点电荷的场强公式

E

Fqk

Qr

2

四、电场的叠加 五、电场线

1、电场线：为了形象地描述电场而在电场中画出的一些曲线，曲线的疏密程度表示场强的大小，

曲线上某点的切线方向表示场强的方向。

2、几种典型电场的电场线

3、电场线的特点 （1）假想的

（2）起----正电荷；无穷远处 止----负电荷；无穷远处 （3）不闭合 （4）不相交

（5）疏密----强弱 切线方向---场强方向

第一章 第4节 电势能 电势

一、电势能

1、电势能：电荷处于电场中时所具有的,由其在电场中的位置决定的能量称为电势能.

注意：系统性、相对性 2、电势能的变化与电场力做功的关系

W电AB＝E电A－E电B＝－（E电B－E电A）＝－E电

3、电势能大小的确定

E电A＝WA点(电势能为零的点

)

电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功 二、电势

1.电势：置于电场中某点的检验电荷具有的电势能与其电量的比叫做该点的电势



2.电势的相对性

E电q

单位：伏特（V） 标量

3.顺着电场线的方向，电势越来越低。 三、等势面

1、等势面：电场中电势相等的各点构成的面。 2、等势面的特点

a:在同一等势面的两点间移动电荷，电场力不做功。 b:电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面。 c:电场线总是与等势面垂直。

第一章 第5节 电势差 电场力的功

一、电势差：电势差等于电场中两点电势的差值

U

二、电场力的功

AB

AB

WABqU

AB

电场力做功的特点：电场力做功与重力做功一样，只与始末位置有关，与路径无关.

第一章 第6节 匀强电场中场强与电势差的关系

一、场强与电势的关系？ 结论：电势与场强没有直接关系！ 二、匀强电场中场强与电势差的关系

UEd

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

UEdE

Ud

在匀强电场中，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上降低的电势.

推论：在匀强电场中，沿任意一个方向上，电势降落都是均匀的，故在同一直线上间距相同的两点间的电势差相等。

第一章 第7节 静电现象的应用

一、静电平衡

1、静电感应：导体内的自由电子受电场力作用而定向移动，使导体表面出现净剩电荷的现象叫静

电感应

2、静电平衡：导体中（包括表面）没有电荷的定向移动的状态，叫做静电平衡状态 3、处于静电平衡状态导体的特点

（1）导体内部的场强处处为零

（2）整个导体是一个等势体，表面是一个等势面

（3）导体外部电场线与导体表面垂直，表面场强不一定为零 二、静电屏蔽 三、尖端放电和避雷针 四、导体上电荷的分布

1、处于静电平衡状态的带电导体，电荷分布在导体的外表面

2、处于静电平衡状态的带电导体，越尖锐的位置，电荷的面密度越大

第一章 第8节 电容器、电容

一、电容器

1、电容器：任何两个彼此绝缘、相互靠近的导体可组成一个电容器，贮藏电量和能量。两个导体

称为电容器的两极。 2、电容器的充电、放电.

二、电容

1、电容：C=Q/U，式中Q指每一个极板带电量的绝对值 单位：法拉（F）

常用单位有微法（μF），皮法（pF）

2、平行板电容器的电容：C

S

4kd

第一章 第9节 带电粒子在电场中的运动

研究带电粒子在电场中的运动要注意以下三点： 1.带电粒子受力特点

2.结合带电粒子的受力和初速度分析其运动性质 3.注意选取合适的方法解决带电粒子的运动问题 一、带电粒子在电场中的加速

例1、在真空中有一对带电平行金属板，板间电势差为U，若一个质量为m，带正电电荷量为q的

粒子，在静电力的作用下由静止开始从正极板向负极板运动，计算它到达负极板时的速度。

二、带电粒子在电场中的偏转

例2、如图所示，一个质量为m，电荷量为+q的粒子，从两平行板左侧中点以初速度v0沿垂直场强

方向射入，两平行板的间距为d，两板间的电势差为U，金属板长度为L，（1）若带电粒子能从两极板间射出，求粒子射出电场时的侧移量。（2）若带电粒子能从两极板间射出，求粒子射出电场时的偏转角度。

第二章 第一节 电流和电源

一、电流

1、电流：电荷的定向移动形成电流。 2、产生电流的条件

(1)导体中存在着能够自由移动的电荷

金属导体——自由电子 电解液——正、负离子

（2）导体两端存在着电势差 二、恒定电场和恒定电流

1、恒定电场：由稳定分布的电荷产生稳定的电场称为恒定电场 2、恒定电流: 大小、方向都不随时间变化的电流称为恒定电流。 三.电流（强度）

1、电流：通过导体横截面的电荷量q跟通过这些电荷量所用时间t的比值叫做电流，即：I

单位：安培(A) 常用单位：毫安（mA）、微安（μA） 2、电流是标量，但有方向规定正电荷定向移动方向为电流方向 注意:

1.在金属导体中，电流方向与自由电荷（电子）的定向移动方向相反；

2.在电解液中，电流方向与正离子定向移动方向相同，与负离子走向移动方向相反,导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，电量q表示通过截面的正、负离子电量绝对值之和。

四、金属导体中电流的微观表达式

已知n为导体单位体积内的自由电荷的个数，S为导线的横截面积，v为自由电荷的定向移动速

率 ，求通过导体的电流. IneSv

第二章 第二节 电流和电源

第二章 第三节 电功 电功率 焦耳定律

一、电功电功率

1.导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动，电场力所做的功称为电功。适用于一切电路.包括纯电阻和非纯电阻电路.

2.电功率是描述电流做功快慢的物理量。

P

WtUI

qt

额定功率：是指用电器在额定电压下工作时消耗的功率。 实际功率：是指用电器在实际电压下工作时消耗的功率。 二、焦耳定律

1.焦耳定律：电流流过导体时，导体上产生的热量Q=I 2Rt

此式也适用于任何电路，包括电动机等非纯电阻发热的计算.产生电热的过程，是电流做功，把电能转化为内能的过程 2、电功和电热的关系

a.在纯电阻电路中，电流做功，电能完全转化为电路的内能.因而电功等于电热，有： WUItIRt(

2

U

2

R

)t PUIIR

2

U

2

R

b.在非纯电阻电路中，电流做功，电能除了一部分转化为内能外，还要转化为机械能、化学能等

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目录

第一章静电场 ................................................................... - 2 -

1.1电荷及其守恒定律 ........................................................ - 2 -

1.2库仑定律 ................................................................ - 5 -

1.3.1电场强度 .............................................................. - 7 -

1.3.2专题：静电平衡 ....................................................... - 12 -

1.4电势能 电势 ........................................................... - 15 -

1.5电势差 ................................................................. - 17 -

1.6电势差与电势强度的关系 ................................................. - 19 -

1.7电容器与电容 ........................................................... - 21 -

1.8带电粒子在电场中的运动 ................................................. - 23 -

第二章、恒定电流 .............................................................. - 26 -

2.1、导体中的电场和电流（1课时） .......................................... - 26 -

2.2、电动势（1课时） ...................................................... - 28 -

2.3、欧姆定律（2课时） .................................................... - 30 -

2.4、串联电路和并联电路（2课时） .......................................... - 32 -

2.5、焦耳定律（1课时） .................................................... - 34 -

第三章 磁场 ................................................................... - 37 -

3.1 磁现象和磁场（1课时） ................................................ - 37 -

3.2 、 磁感应强度（1课时） ................................................ - 39 -

3.3 、几种常见的磁场（1.5课时） ........................................... - 41 -

3.4 、磁场对通电导线的作用力（1.5课时） ................................... - 44 -

3.5、磁场对运动电荷的作用（1课时） ........................................ - 47 -

3.6、带电粒子在匀强磁场中的运动（2课时+1练习） ............................................................. - 49 -

第—章静电场

1.1电荷及其守恒定律

教学三维目标

（—）知识与技能

1．知道两种电荷及其相互作用．知道电量的概念．

2．知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开．

3．知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．

4．知道电荷守恒定律．

5．知道什么是元电荷．

（二）过程与方法

1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷

2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．但对一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和不变。

（三）情感态度与价值观【人教版高中物理选修3-1】

通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质

重点：电荷守恒定律

难点：利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。

教学过程：

（—）引入新课：新的知识内容，新的学习起点．本章将学习静电学．将从物质的微观的角度认识物体带电的本质，电荷相互作用的基本规律，以及与静止电荷相联系的静电场的基本性质。

【板书】第一章 静电场

复习初中知识：

【演示】摩擦过的物体具有了吸引轻小物体的性质，这种现象叫摩擦起电，这样的物体就带了电．

【演示】用丝绸摩擦过的玻璃棒之间相互排斥，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒之间也相互排斥，而玻璃棒和硬橡胶棒之间却相互吸引，所以自然界存在两种电荷．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引． 【板书】自然界中的两种电荷 正电荷和负电荷：把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷，用正数表示．把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷，用负数表示． 电荷及其相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．

（二）进行新课：第1节、电荷及其守恒定律

【板书】 电荷

（1）原子的核式结构及摩擦起电的微观解释

原子：包括原子核（质子和中子）和核外电子。

（2）摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同． 实质：电子的转移． 结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷．

（3）金属导体模型也是一个物理模型P3

用静电感应的方法也可以使物体带电．

【演示】：把带正电荷的球C移近彼此接触的异体A，B(参见课本图1.1－1)．可以看到A，B上的金属箔都张开了，表示A，B都带上了电荷．如果先把C移走，A和B上的金属箔就会闭合．如果先把A和B分开，然后移开C，可以看到A和B仍带有电荷；如果再让A和B接触，他们就不再带电．这说明A和B分开后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．

【板书】（4）、静电感应：把电荷移近不带电的异体，可以使导体带电的现象。利用静电感应使物体带电，叫做感应起电．

提出问题：静电感应的原因？

带领学生分析物质的微观分子结构，分析起电的本质原因：把带电的球C移近金属导体A和B时，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，使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．感应起电也不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开，是电荷从物体的一部分转移到另一部分。

得出电荷守恒定律．

【板书】2、电荷守恒定律：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． 另一种表述：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。

○引导学生分析问题与练习3

3．元电荷

电荷的多少叫做电荷量．符号：Q或q 单位：库仑 符号：C

元电荷:电子所带的电荷量，用e表示. 注意：所有带电体的电荷量或者等于e，或者等于e的整数倍。就是说，电荷量是不能连续变化的物理量。

-19电荷量e的值：e=1.60×10C

比荷：电子的电荷量e和电子的质量me的比值,为e1.761011C/㎏ me

【小结】对本节内容做简要的小结

●巩固练习

1．关于元电荷的理解，下列说法正确的是：[ ]

A．元电荷就是电子

B．元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量

C．元电荷就是质子

D．物体所带的电量只能是元电荷的整数倍

2．5个元电荷的电量是________， 16 C电量等于________元电荷．

3．关于点电荷的说法，正确的是：[ ]

A．只有体积很小的带电体才能看成点电荷

B．体积很大的带电体一定不能看成点电荷

C．当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体可看成点电荷

D．一切带电体都可以看成点电荷

●作业

1．复习本节课文．

2．思考与讨论：引导学生完成课本P5问题与练习1-4

说明：

1、两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、摩擦起电的知识，这些在初中都已经讲过，本节重点是讲述静电感应现象．要做好演示实验，使学生清楚地知道什么是静电感应现象．在此基础上，使学生知道，感应起电也不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开，使电荷从物体的一部分转移到另一部分．本节只说明静电感应现象。

2．在复习摩擦起电现象和讲述静电感应现象的基础上，说明起电的过程是使物体中正负电荷分开的过程，进而说明电荷守恒定律．

3．要求学生知道元电荷的概念，而密立根实验作为专题，有条件的学校可以组织学生选学．

教后记：

1、 学生对三种起电方式展开了激烈的讨论，还例举了生活中的静电现象。

对点电荷、元电荷、质子电量、电子电量之间关系下节课还要复习。

1.2库仑定律

教学三维目标

（一）知识与技能

1．掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念，理解库仑定律的含义及其公式表达，知道静电力常量．

2．会用库仑定律的公式进行有关的计算．

3．知道库仑扭秤的实验原理．

（二）过程与方法

通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素，再得出库仑定律

（三）情感态度与价值观

培养学生的观察和探索能力

重点：掌握库仑定律

难点：会用库仑定律的公式进行有关的计算

教学过程：

（一）复习上课时相关知识

（二）新课教学【板书】----第2节、库仑定律 提出问题：电荷之间的相互作用力跟什么因素有关？

【演示】：带正电的物体和带正电的小球之间的相互作用力的大小和方向．使同学通过观察分析出结论(参见课本图1.2－1)．

【板书】：1、影响两电荷之间相互作用力的因素：1．距离．2．电量．

2、库仑定律 内容表述：力的大小跟两个点电荷的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比．作用力的方向在两个点电荷的连线上 公式：Fkq1q2 2r

静电力常量k = 9.0×109N·m2/C2 适用条件：真空中，点电荷——理想化模型

【介绍】：（1）．关于“点电荷”，应让学生理解这是相对而言的，只要带电体本身的大小跟它们之间的距离相比可以忽略，带电体就可以看作点电荷．严格地说点电荷是一个理想模型，实际上是不存在的．这里可以引导学生回顾力学中的质点的概念．容易出现的错误是：只要体积小就能当点电荷，这一点在教学中应结合实例予以纠正．

（2）．要强调说明课本中表述的库仑定律只适用于真空，也可近似地用于气体介质，对其它介质对电荷间库仑力的影响不便向学生多作解释，只能简单地指出：为了排除其他介质的影响，将实验和定律约束在真空的条件下．

扩展：任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的．任意两点电荷之间的作用力都遵守库仑定律．用矢量求和法求合力．

利用微积分计算得：带电小球可等效看成电量都集中在球心上的点电荷．

静电力同样具有力的共性，遵循牛顿第三定律，遵循力的平行四边形定则．

【板书】：3、库仑扭秤实验（1785年，法国物理学家．库仑）

【演示】：库仑扭秤(模型或挂图)介绍：物理简史及库仑的实验技巧．

人教版高中物理选修3-1(三)
人教版高中物理选修3-1课后习题答案

总裁太粗鲁 霸爱：摊上腹黑老公

1

2

3

4

5

6

人教版高中物理选修3-1(四)
人教版高中物理选修3-1教案

高一物理选修3-1教案

第一章静电场

1.1电荷及其守恒定律

教学三维目标

（一）知识与技能

1．知道两种电荷及其相互作用．知道电量的概念．

2．知道摩擦起电，知道摩擦起电不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开．

3．知道静电感应现象，知道静电感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．

4．知道电荷守恒定律．

5．知道什么是元电荷．

（二）过程与方法

1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷

2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷，而是使物体中的电荷分开．但对一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和不变。

（三）情感态度与价值观

通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质

重点：电荷守恒定律

难点：利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。

教学过程：

（一）引入新课：新的知识内容，新的学习起点．本章将学习静电学．将从物质的微观的角度认识物体带电的本质，电荷相互作用的基本规律，以及与静止电荷相联系的静电场的基本性质。

【板书】第一章 静电场

复习初中知识：

【演示】摩擦过的物体具有了吸引轻小物体的性质，这种现象叫摩擦起电，这样的物体就带了电．

【演示】用丝绸摩擦过的玻璃棒之间相互排斥，用毛皮摩擦过的硬橡胶棒之间也相互排斥，而玻璃棒和硬橡胶棒之间却相互吸引，所以自然界存在两种电荷．同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引． 【板书】自然界中的两种电荷 正电荷和负电荷：把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷，用正数表示．把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷，用负数表示． 电荷及其相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．

（二）进行新课：第1节、电荷及其守恒定律

【板书】 电荷

（1）原子的核式结构及摩擦起电的微观解释

原子：包括原子核（质子和中子）和核外电子。

（2）摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的能力不同． 实质：电子的转移． 结果：两个相互摩擦的物体带上了等量异种电荷．

（3）金属导体模型也是一个物理模型P3

用静电感应的方法也可以使物体带电．

【演示】：把带正电荷的球C移近彼此接触的异体A，B(参见课本图1.1－1)．可以看到A，B

上的金属箔都张开了，表示A，B都带上了电荷．如果先把C移走，A和B上的金属箔就会闭合．如果先把A和B分开，然后移开C，可以看到A和B仍带有电荷；如果再让A和B接触，他们就不再带电．这说明A和B分开后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．

【板书】（4）、静电感应：把电荷移近不带电的异体，可以使导体带电的现象。利用静电感应使物体带电，叫做感应起电．

提出问题：静电感应的原因？

带领学生分析物质的微观分子结构，分析起电的本质原因：把带电的球C移近金属导体A和B时，由于同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，使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．感应起电也不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开，是电荷从物体的一部分转移到另一部分。

得出电荷守恒定律．

【板书】2、电荷守恒定律：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． 另一种表述：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。

○引导学生分析问题与练习3

3．元电荷

电荷的多少叫做电荷量．符号：Q或q 单位：库仑 符号：C

元电荷:电子所带的电荷量，用e表示. 注意：所有带电体的电荷量或者等于e，或者等于e的整数倍。就是说，电荷量是不能连续变化的物理量。

电荷量e的值：e=1.60×10C

比荷：电子的电荷量e和电子的质量me的比值,为e

me1.761011-19C/㎏

【小结】对本节内容做简要的小结

●巩固练习

1．关于元电荷的理解，下列说法正确的是：[ ]

A．元电荷就是电子

B．元电荷是表示跟电子所带电量数值相等的电量

C．元电荷就是质子

D．物体所带的电量只能是元电荷的整数倍

2．5个元电荷的电量是________， 16 C电量等于________元电荷．

3．关于点电荷的说法，正确的是：[ ]

A．只有体积很小的带电体才能看成点电荷

B．体积很大的带电体一定不能看成点电荷

C．当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体可看成点电荷

D．一切带电体都可以看成点电荷

●作业

1．复习本节课文．

2．思考与讨论：引导学生完成课本P5问题与练习1-4

说明：

1、两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、摩擦起电的知识，这些在初中都已经讲过，本节重点是讲述静电感应现象．要做好演示实验，使学生清楚地知道什么是静电感应现象．在此基础上，使学生知道，感应起电也不是创造了电荷，而是使物体中的正负电荷分开，使电荷从物体的一部分转移到另一部分．本节只说明静电感应现象。

2．在复习摩擦起电现象和讲述静电感应现象的基础上，说明起电的过程是使物体中正负电荷分开的过程，进而说明电荷守恒定律．

3．要求学生知道元电荷的概念，而密立根实验作为专题，有条件的学校可以组织学生选学． 教后记：

1、 学生对三种起电方式展开了激烈的讨论，还例举了生活中的静电现象。

对点电荷、元电荷、质子电量、电子电量之间关系下节课还要复习。

1.2库仑定律

教学三维目标

（一）知识与技能

1．掌握库仑定律，要求知道点电荷的概念，理解库仑定律的含义及其公式表达，知道静电力常量．

2．会用库仑定律的公式进行有关的计算．

3．知道库仑扭秤的实验原理．

（二）过程与方法

通过演示让学生探究影响电荷间相互作用力的因素，再得出库仑定律

（三）情感态度与价值观

培养学生的观察和探索能力

重点：掌握库仑定律

难点：会用库仑定律的公式进行有关的计算

教学过程：

（一）复习上课时相关知识

（二）新课教学【板书】----第2节、库仑定律 提出问题：电荷之间的相互作用力跟什么因素有关？

【演示】：带正电的物体和带正电的小球之间的相互作用力的大小和方向．使同学通过观察分析出结论(参见课本图1.2－1)．

【板书】：1、影响两电荷之间相互作用力的因素：1．距离．2．电量．

2、库仑定律 内容表述：力的大小跟两个点电荷的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比．作用力的方向在两个点电荷的连线上 公式：Fkq1q2

r2

静电力常量k = 9.0×109N·m2/C2 适用条件：真空中，点电荷——理想化模型

【介绍】：（1）．关于“点电荷”，应让学生理解这是相对而言的，只要带电体本身的大小跟它们之间的距离相比可以忽略，带电体就可以看作点电荷．严格地说点电荷是一个理想模型，实际上是不存在的．这里可以引导学生回顾力学中的质点的概念．容易出现的错误是：只要体积小就能当点电荷，这一点在教学中应结合实例予以纠正．

（2）．要强调说明课本中表述的库仑定律只适用于真空，也可近似地用于气体介质，对其它介质对电荷间库仑力的影响不便向学生多作解释，只能简单地指出：为了排除其他介质的影响，将实验和定律约束在真空的条件下．

扩展：任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的．任意两点电荷之间的作用力都遵守库仑定律．用矢量求和法求合力．

利用微积分计算得：带电小球可等效看成电量都集中在球心上的点电荷．

静电力同样具有力的共性，遵循牛顿第三定律，遵循力的平行四边形定则．

【板书】：3、库仑扭秤实验（1785年，法国物理学家．库仑）

【演示】：库仑扭秤(模型或挂图)介绍：物理简史及库仑的实验技巧．

实验技巧：（1）．小量放大．（2）．电量的确定．

【例题1】：试比较电子和质子间的静电引力和万有引力．已知电子的质量m1=9.10×10-31kg，质子的质量m2=1.67×10-27kg．电子和质子的电荷量都是1.60×10-19C．

分析：这个问题不用分别计算电子和质子间的静电引力和万有引力，而是列公式，化简之后，再求解．

解：电子和质子间的静电引力和万有引力分别是

F1=k

F1

F2=Q1Q2r29，F2=Gm1m2r219，F1F2=kQ1Q2Gm1·m219279.0×10×1.60×106.67×1011×1.60×10

可以看出，万有引力公式和库仑定律公式在表面上很相似，表述的都是力，这是相同之处；它们的实质区别是：首先万有引力公式计算出的力只能是相互吸引的力，绝没有相排斥的力．其次，由计算结果看出，电子和质子间的万有引力比它们之间的静电引力小的很多，因此在研究微观带电粒子间的相互作用时，主要考虑静电力，万有引力虽然存在，但相比之下非常小，所以可忽略不计．

【例题2】：详见课本P9

【小结】对本节内容做简要的小结

（三）巩固练习

复习本节课文及阅读科学漫步【人教版高中物理选修3-1】

引导学生完成问题与练习，练习1、2、4，作业纸。

参考题

1．真空中有两个相同的带电金属小球A和B，相距为r，带电量分别为q和2q，它们之间相互作用力的大小为F．有一个不带电的金属球C，大小跟A、B相同，当C跟A、B小球各接触一次后拿开，再将A、B间距离变为2r，那么A、B间的作用力的大小可为：[ ]

A．3F/64 B．0 C．3F/82 D．3F/16

2．如图14－1所示，A、B、C三点在一条直线上，各点都有一个点电荷，它们所带电量相等．A、B两处为正电荷，C处为负电荷，且BC=2AB．那么A、B、C三个

受库仑力的大小之比为________．

3．真空中有两个点电荷，分别带电q1=5×10-3C，q2=－2×10-2C，点电荷所×9.10×1031×1.67×10=2.3×1039它们相距15cm，现引入第三个点电荷，它应带电量为________，放在________位置才能使三个点电荷都处于静止状态．【人教版高中物理选修3-1】

4．把一电荷Q分为电量为q和(Q－q)的两部分，使它们相距一定距离，若想使它们有最大的斥力，则q和Q的关系是________．

说明：

1．点电荷是一种理想化的物理模型，这一点应该使学生有明确的认识．

2．通过本书的例题，应该使学生明确地知道，在研究微观带电粒子的相互作用时为什么可以忽略万有引力不计．

3．在用库仑定律进行计算时，要用电荷量的绝对值代入公式进行计算，然后根据是同种电荷，还是异种电荷来判断电荷间的相互作用是引力还是斥力．

4．库仑扭秤的实验原理是选学内容，但考虑到库仑定律是基本物理定律，库仑扭秤的实验对检验库仑定律具有重要意义，所以希望教师介绍给学生，可利用模型或挂图来介绍．

教后记：

1、 学生对点电荷的认识不够明确，没有判断意识。

人教版高中物理选修3-1(五)
人教版高中物理(选修3-1)公式

人教版高中物理（选修3-1）公式

1.

F是电场力（N） k是静电力常量（=9.0×109N•m²/C²） q1、q2是电荷带电量（C） r是两个电荷的距离（m）；

F2.E= q

E是电场强度（N/C或V/m²均可，1N/C=1V/m²） F是电场力（N） q是电荷量（C）

*

点电荷：

EQ是点电荷电场强度（N/C或V/m²均可，1N/C=1V/m²） k是静电力常量（=9.0×109N•m²/C²）

Q是点电荷带电量（C） r是半径（m）；

E3. φ= q

φ是电势（V） E是电势能（J） q是电荷量（C）； 4.

=

UAB是A、B两点的电势差（V） q是电荷量（C） WAB是从A点到B点做的功（J）

EpA 是A点的电势能（J） EpB是B点的电势能（J） φA是A点电势（V） φB是B点电势（V）；

5.UAB=Ed

UAB是A、B两点的电势差（V） d是距离（m） E是电场强度（N/C或V/m²均可，1N/C=1V/m²）

Q6.C= U

C是电容（F） Q是电荷量（C） U是电势差（V）；

7.推导公式：

E==

d= εs

E是电场强度（N/C或V/m²均可，1N/C=1V/m²）

U是电势差（V） d是距离（m） Q是带电量（C）

k是静电力常量（=9.0×109N •m²/C²）

ε是相对介电常数；

8.q=It

q是电荷量（C） I是电流（A） t是时间（s）；

9.I=（欧姆定律） I= （闭合电路欧姆定律） RR+r

I是电流（A） U是电势差（电压）（V） R是电阻（Ω） E是电动势（V） r是内电阻（Ω）

推导公式：E=U外+U内=IR+Ir

U外是外电路电势差（电压）（V）

U内是内电路电势差（电压）（V）

串联电路总电阻：R=R1+R2+ 并联电路总电阻：

=

+

=>R=

*串联分压与电阻成正比，并联电流与电阻成反比：“串正并反”！

10.P=UI W=UIt=Pt

P是电功率（W） U是电势差（电压）（V） I是电流（A） W是电功（J） t是时间（s）

U推导公式：∵I=，P=UI ∴

R=R，P=I²R

U额是额定电压（V） U实是实际电压（V）

P额是额定功率（W） P实是实际功率（W）

RΩ）

LQ=I²Rt，R=ρ S

Q是电流产生的热量（焦耳热）（J） L是导体长度（m） ρ是电阻率，由材料本身决定（Ω•m）

S是导体横截面积（m²）；

*欧姆定律中的所有公式要求是在纯电阻电路中使用。注意电动势（电源）的内阻r不可忽略！

11.F=BIL

F是安培力（N） B是磁感应强度（T） S是面积（m²）； 12. Φ=BS

Φ是磁通量（Wb） B是磁感应强度（T） S是面积（m²）

13.f=qVB

f是洛伦兹力（N） q是电荷量（C） V是速度（m/s） B是磁感应强度（T）；

推导公式：∵f=F向 ∴qVB=m2πr2πmmV∴R=T== qBVqB

f是洛伦兹力（N） F向是向心力（N）

V是速度（m/s） B是磁感应强度（T）

r是半径（m） T是周期（s）。

q是电荷量（C） m是质量（kg）