物理人教版 选修3-1

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1、同步导学与评估 新课标 人教版选修3-1,物 理,目 录,第一单元 静电场 课时1 电荷及其守恒定律 课时2 库仑定律 课时3 电场强度 课时4 电势能和电势 课时5 电势差 课时 电势差与电场强度的关系 课时7 静电现象及其应用 课时8 电容器的电容 课时9 带电粒子在电场中的运动 课时10 静电场小结 第二单元 恒定电流 课时11 电源和电流 课时12 电动势 课时13 欧姆定律 课时14 串联电路和并联电路,课时15 焦耳定律 课时16 电阻定律 课时17 闭合电路欧姆定律 课时18 多用电表 课时19 实验:测定电池的电动势和内阻 课时20 简单的逻辑电路 课时21 恒定电流小结 第三

2、单元 磁场 课时22 磁现象和磁场 课时23 磁感应强度 课时24 几种常见的磁场 课时25 磁场对通电导线的作用力 课时26 磁场对运动电荷的作用力 课时27 带电粒子在匀强磁场中的运动 课时28 磁场小结,第一单元 静电场 课时1 电荷及其守恒定律 课前导航 进入冬季后，郑州长期晴朗无雨，多次降温又造成干冷天气，不少市民在工作、生活中经常受到静电的困扰记者随机采访20个读者、网友，有八成人表示今冬已不止一次感受到静电：临睡前脱毛衣、开启汽车门、抓公交车扶手似乎“危机四伏”,有一位皮先生就有这样的经历：某天他在办公室门口遇到一位女熟人，两个人热情地准备握手，不料在两手接触的一瞬间，他们竟“来

3、电”了，皮先生就听见“啪”的一声，倒是没有太明显的疼痛感，对方反应更为强烈，“啊”的一声尖叫起来，引得周围几间办公室的人都带着诧异的眼神跑出来看热闹，让皮先生尴尬不已 请你思考： 1手上的电是怎么产生的？ 2你还知道其他的起电方式吗？,基础梳理,知识精析 一、电荷 1两种电荷 自然界中存在两种电荷，分别为正电荷和负电荷同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引 2电荷量 物体所带电荷的多少叫做电荷量，用符号Q(或q)表示 电荷量的单位是库仑，简称库，符号为C. 说明：电荷有正负之分，正负电荷可分别用“”、“”号表示，如q13.01015 C，q21.21015 C.,3元电荷 电子所带电荷量的数值e1

4、.601019 C，这个电荷量叫做元电荷 说明：(1)元电荷是最小的电荷量单位，所有带电体的电荷量等于e或者是e的整数倍，元电荷正由此而得名电荷量不能连续变化 (2)电子和质子带有等量的异种电荷，电荷量数值相等，都等于一个元电荷电荷量,二、原子结构及三种起电方式 1原子的构成 原子核由带正电的质子和不带电的中子组成,核外有带负电的电子原子核所带的正电荷的数量与核外电子所带的负电荷的数量一样多,所以整个原子对外较远位置表现为中性 2三种起电方式 (1)摩擦起电 通过摩擦的方式实现电子的转移，从而使物体带电得到电子的物体带负电，失去电子的物体带正电 (2)感应起电 当一个带电体靠近不带电的导体时，

5、由于电荷间相互吸引或排斥，导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体，使不带电的导体靠近带电体的一端与带电体带异号电荷，远离的一端与带电体带同号电荷，这种现象叫做静电感应利用这种方式使物体带电，叫做感应起电,(3)接触起电 通过接触的方式，实现电子的转移，使电荷重新分布，从而使物体带电 3三种起电方式的实质 物体带电实质是电子的得失，即通过摩擦的方式、接触的方式、静电感应的方式使电子从一个物体转移到另一个物体上，或者从物体的一部分转移到另一部分 三、电荷守恒定律 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,方法指导

6、 一、摩擦起电 例1 毛皮与橡胶棒摩擦后，毛皮带正电，这是因为( ) A毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上 B毛皮上的一些正电荷转移到橡胶棒上 C橡胶棒上的一些电子转移到毛皮上 D橡胶棒上的一些正电荷转移到毛皮上 解析 摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体上，原来呈中性的物体若失去了电子则带正电，得到了电子就带负电毛皮带正电是因为它失去了电子，同时橡胶棒得到了电子而带等量的负电正电荷的载体是原子核内的质子，不能自由移动，故只有选项A正确 答案 A,变式训练1 下列关于电现象的叙述中，正确的是( ) A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 B摩擦可以起电，是普

7、遍存在的现象，相互摩擦的两个物体总是同时带上等量的异种电荷 C带电现象的本质是电子的转移，呈中性的物体得到电子就一定带负电，失去电子就一定带正电 D摩擦起电的过程，是通过摩擦创造了等量的异种电荷的过程 解析 摩擦时对外层电子束缚能力强的物体会得到电子而带负电，束缚能力弱的物体会失去电子而带正电，若原来的物体是中性的，则摩擦后两物体会带等量异种电荷，故选项B、C正确，A错误；电荷是不能创造或消灭的,选项D错误 答案 BC,二、感应起电 例2 使带电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片张开图11表示验电器上感应电荷的分布情况，正确的是2006年高考北京理综卷( ) 图1-1,解析 带电的金属球

8、靠近不带电的验电器时，在验电器的金属球上感应出的电荷和带电球体所带的电荷是异号的，而验电器的金属箔片上感应出的电荷和带电球体所带的电荷是同号电荷 答案 B 点评 本题考查静电感应知识，解答时应明确静电感应不是产生了电荷，而是电荷的转移，是电荷从导体的一部分转移到另一部分，电荷的总量不变,变式训练2 如图1-2所示，当带正电的球C移近 不带电的枕形金属导体时，枕形导体上 的电荷移动情况是( ) 图1-2 A.枕形金属导体上的正电荷向B端移动，负电荷不移动 B.枕形金属导体上的电子向A端移动，正电荷不移动 C.枕形金属导体上的正负电荷同时分别向B端和A端移动 D.枕形金属导体上的正负电荷同时分别向

9、A端和B端移动 解析 由于静电感应，A端带负电，B端带正电，所以电子向A端移动，正电荷是金属中的正离子，不能自由移动，故选项B正确 答案 B,三、接触起电 例3 有两个完全相同的带电绝缘金属小球A、B，分别带有电荷量QA6.4109 C、QB3.2109 C现让两个绝缘金属小球接触，则在接触过程中，电子如何转移，转移了多少个电子？ 解析 当两小球接触时，带电荷量少的负电荷先被中和，剩余的正电荷再重新分配，由于两小球完全相同，剩余的正电荷必定平均分配，接触后两小球所带的电荷量为：,在接触过程中，电子由B球转移到A球，不仅将自身的电荷中和，还继续转移到使B球带QB的正电荷量，这样，共转移的电子电荷

10、量为： 答案 电子由B球转移到A球，不仅将自身负电荷中和，还继续转移到使A、B两球均带1.6109 C的正电荷量 3.01010个 点评 两带电小球相互接触后电荷中和均分的过程，是电子转移的过程,变式训练3 金属球A带5q的正电荷，另一完全相同的金属球B带q的负电荷将两金属球接触后再分开，则B球带的电荷量为( ) Aq Bq C2q D4q 解析 由于两小球完全相同，故接触后先中和再平分剩余电荷，qAqB2q，故选项C正确 答案 C,四、电荷守恒定律 例4 已知介子、介子都是由一个夸克(夸克u或夸克d)和一个反夸克(反夸克或反夸克)组成的，它们带的电荷量如下表所示，表中e为元电荷. 下列说法中

11、正确的是2005年高考全国理综卷( ) A由u和 组成 B由d和 组成 C由u和 组成 D由d和 组成,答案 AD 点评 电荷守恒定律是自然界普遍遵循的规律之一，在宏观和微观世界都成立,变式训练4 目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成u夸克带电荷量为e，d夸克带电荷量为e，e为基元电荷下列论断可能正确的是( ) A质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成 B质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成 C质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由2个u夸克和1个d夸克组成 D质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u

12、夸克和1个d夸克组成,答案 B,互动平台 细心同学与粗心同学关于“严禁用塑料桶运汽油”标语的对话 细心：今天我路过一处加油站，看到一条醒目的标语：“严禁用塑料桶运汽油！”你知道这是为什么吗？ 粗心：哦！我还真不太清楚，也许是加油站老板和卖塑料桶的有过节吧，哈哈 细心：看你想到哪里去了，这里面是有科学道理的 粗心：愿听高见 细心：汽油是易燃物质，当用塑料桶装运汽油时，由于在运输过程中，汽油不断与桶壁摩擦，使塑料桶带电又因塑料是绝缘物质，桶上的电荷不易传递与转移，从而使桶上的电荷越积越多当桶上的电荷积累到一定程度，就会发生放电现象，放电产生的火花会引燃汽油，造成火灾或烧伤事故所以，加油站有此标语

13、粗心：原来是这么回事，我明白了,课时2 库 仑 定 律 课前导航 1755年，富兰克林在进行绝缘金属桶实验时，观察到中空金属桶带电时电荷只分布于桶的外表面而金属桶内表面不带电的事实，为解释这一现象，他给英国的普利斯特列写了一封信普利斯特列收到信后，又重做这一实验，证实了富兰克林的发现，同时他联想到牛顿在证明万有引力定律时的一个结论：如果引力服从平方反比定律，那么均匀球壳体对球壳内物体应无引力作用于是普利斯特列猜测电荷间的相互作用力也是遵从平方反比定律的 请你思考： 电荷间的相互作用力究竟跟什么有关？,基础梳理,知识精析 一、点电荷 1点电荷是只有电荷量而没有大小、形状的理想化模型，与力学中学过

14、的质点的概念类似，实际中并不存在 2并不是带电体的体积足够小就可以看成点电荷一个带电体能否看成点电荷决定于它与相关带电体之间距离的远近，与自身的大小无关如一个半径为10 cm的带电圆盘，如果考虑它和10 m处的某个电子的作用力，就完全可以把它看做点电荷；而如果这个电子离带电圆盘只有1 mm，那么这一带电圆盘又相当于一个无限大的带电平面，当然不能看做点电荷点,二、库仑定律 1内容：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，与它们的距离的二次方成反比；作用力的方向在它们的连线上这一规律称为库仑定律 3库仑定律的适用条件 (1)真空中(空气中也近似成立) (2)点电荷：即带电

15、体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计,4说明 (1)库仑力是一种“性质力”：库仑力也叫静电力，它是电荷之间的一种相互作用力，是一种“性质力”，与重力、弹力、摩擦力一样具有自己的特性电荷间相互作用的库仑力也同样遵循牛顿第三定律 (2)当多个点电荷同时存在时，任意两个点电荷间的作用仍遵守库仑定律，任一点电荷所受的库仑力可利用平行四边形定则求出合力 (3)在应用库仑定律时，q1、q2可只代入绝对值算出库仑力的大小，再由同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引来判断方向,方法指导 1关于库仑力的计算 解析 质子所带的电荷量为e，所以它是由2个上夸克和1个下夸克组成的按题意可知，三个夸克必位于等边三角形的三个顶点处，这时上夸克与上夸克之间的静电力应为：,答案 Fuu45.5 N Fud22.8 N 点评 本题以“质子、中子由两种夸克组成”为命题背景来考查两电荷间静电力的计算，这预示着静电力大小的计算已涉及到了前沿粒子，也昭示着库仑定律为高考考查的重点内容应用库仑定律作定量计算时，注意q1、q2可只代入绝对值算出静电力的大小，力的方向再根据电荷的正负判断是相互排斥还是相互吸引,变式训练1 两个完全相同的小金属球，它们所带电荷量之比为51，它们在相距一定距离(带电小球皆可视为点电荷)时相互作用力为F1，如果让它们接触后再放回原处