2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选修3导学案

高中物理选修3-1第一章第一节电荷守恒定律课 型：讲授课 课时：2 课时审核人：高二物理组【学习目标】（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.【学习重点】电荷守恒定律【学习难点】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。第一课时一.电荷：1.两种电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电2.两种电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引思考：一般情况下物体不带电，不带电的物体内部是否存在电荷？现代科学早已把物质结构的秘密揭开：物质都是由分子组成.而分子由原子组成，原子是由一个带正电的原子核和一定数目的绕核运动的带负电的电子组成.原子核所带正电量的总数与核外所有电子的负电量总数是相等的，且正电荷、负电荷分布的中心（常称电荷中心）重合.因而，在通常情况下，整个原子呈电中性（所谓不带电）.当原子因某种原因（如摩擦、受热、化学变化等），而失去一个或几个电子时，原子就显为“带正电”，获得额外电子时，就显为“带 负 电 所 以，实质上物体的带电过程就是电子的得失过程.比如用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的正电荷，实质上就是由于两者摩擦，组成玻璃棒的原子上的若干电子转移到丝绸上，使玻璃棒失去电子带正电，而丝绸得到电子带负电.二.使物体带电的方法：1.摩擦起电：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。2.感应起电：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电的现象.实质是电荷从物体的一部分转移到另一部分.规律：近端感应异种电荷远端感应同种电荷3.接触带电:实质是电荷从一个物体转移到另一个物体.规律是电量先中和再平分。注意：起电的本质：无论是哪种起电方式，其本质都是将正、负电荷分开，使电荷发生转移，并不是创造电荷。三.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，在转移过程中，电荷的总量保持不变。例 1.一个验电器原来带少量正电，如果用一根带大量负电的橡胶棒接触验电器的金属球，金属箔的张角将（）A.变小 B.变大 C.先变小后变大 D.先变大后变小练 习 1.两个完全相同的金属小球A 和 B,A 球带电+3c,B 球带电-2 c,俩球接触后再分开.分 开 后 A 球带电,B 球带电2.（多选）当把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，金属箔片所带的电荷的带电性质和起电方式是（）A.正电荷 B.负电荷 C.接触起电 D.感应起电3.（多选）把两个完全相同的金属小球A 和 B 接触一下，再分开一段距离，发现两球之间相互排斥，则 A、B 两球带电情况可能是（）A.带有等量异种电荷B.带同种电荷C.带不等量异种电荷D.无法确定例 2.如图所示，在带电体C的右侧有两个相互接触的金属导体A和 B,均放在绝缘支座上.若先将C移走，再把A、B分开，则 A 电，B 电.若先将A、B分开，再移走C,则 A 电，B 电.用 手 接 触 B 端，移去手指再移去C,A B带何种电荷.若手的接触点改在A端，AB又带何种电 o仁、I_5练 习 1.如图所示，有一带正电的验电器，当一金属球A 靠近验电器的小球B（不接触）时，验电器的金箔张角减小，则（）A.金属球一定不带电B.金属球可能带负电C.金属球可能带正电D.金属球一定带负电练 习 1练习22.如图所示，放在绝缘支架上带正电的导体球A,靠近放在绝缘支架上不带电的导体B,导体B 用导线经开关接地，现把S 先合上再断开，再移走A,则导体B（）A.不带电 B.带负电 C.带正电 D.不能确定【学生课后练习】P2页 例 1,题组训练1,2,P3页例2,题组训练3,4,P4页例3,题组训练5,6,P4页随堂训练3,4,第二课时四.元电荷：1.元电荷：电荷量e=L60 xl0-c称为元电荷。2.元电荷是电荷量的单位（1.6OX1（T19C是一个电荷量单位），不是指某电荷。3,元电荷的值：e=1.6（）xl0 9c,由美国物理学家密立根用油滴实验测得。4.电子和质子的电荷量均为e,所以带电体的电荷量或者等于e,或者等于e 的整数倍。5.比荷：带电体的电荷量与其质量的比值，叫做比荷。电子的比荷为:=IM?：。=1.76 x 10 C/依me 0.91x107必例 3.（多选）科学家在研究原子、原子核及基本粒子时，为了方便，常常用元电荷作为电量的单位，关于元电荷，下列论述正确的是（）A.把质子或电子叫元电荷.B.1.60 x1049 c 的电量叫元电荷.C.电子带有最小的负电荷，其电量的绝对值叫元电荷.D.质子带有最小的正电荷，其电量的绝对值叫元电荷.练 习 1.关于元电荷，下列说法中正确的是（）A.元电荷实质上是指电子本身B.元电荷实质上是指质子本身C.元电荷的值通常取e=1.6O xl0T9cD.元电荷e 的数值最早是由物理学家库仑用实验测得的2.（多选）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.元电荷就是科学实验发现的最小电荷量C.元电荷就是质子D.物体所带的电荷量只能是元电荷的整数倍3.小华发现参考书上某个电量的数值模糊不清.请你运用学过的知识来判断该数值可能是A.6.8x1079c B.6.6X10T9c c.6.4xlO-l 9C D.6.2xlO-l 9C【学生课后练习】P 4页随堂训练1,2,【同步导学案课时作业】P87页 1,4,5,7,8,P88页 9,B 组 3,第二节库仑定律课 型：讲授课 课时：3 课时审核人：高二物理组【学习目标】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.【学习重点】掌握库仑定律【学习难点】会用库仑定律的公式进行有关的计算第一课时引入：同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引既然电荷之间存在相互作用，那么电荷之间相互作用力的大小决定于那些因素呢？一.点电荷：1.在研究带电体间的相互作用时，如果带电体本身的线度远小于它们之间的距离.带电体本身的大小，对我们所研究的问题影响很小，相对来说可把带电体视为一几何点，称为点电荷。2.点电荷是一个理想化的模型。3.点电荷本身的线度不一定很小,它所带的电量也可以很大。点电荷这个概念与力学中的“质点”类似。猜想：1.可能跟电荷电量有关2.可能与两个电荷间的距离有关二.库仑的实验：研究方法：控制变量法1.F 与 r 有关:结论：保持两球上的电量不变，改变两球之间的距离r,从实验结果中库仑得出静电力与距离的平方成反比，即 F-1/r22.F 与 q 有关：结论：保持两球间的距离不变，改变两球的带电量，从实验结果中库仑得出静电力与电量的乘积成正比，即 F-q iq2三.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。电荷间相互作用力叫做静电力或库仑力。如 2.大小：r2其 中 K 叫静电力常量：k=9.0 xl09N-m2/C2,由库仑利用扭称实验测得。r 是两个点电荷间的距离3.适用条件：真空中；点电荷。例 1.（多选）关于点电荷的下列说法中正确的是：A.真正的点电荷是不存在的.B.点电荷是一种理想模型.C.足够小的电荷就是点电荷.D.一个带电体能否看成点电荷，不是看它的尺寸大小，而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计练 习 1.关于库仑定律，下列说法正确的是（）A.库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体B.根 据 可 前 间 的 距 离 趋 近 于 零 时，库仑力将趋向无穷大C.若点电荷卬的电荷量大于q 2 的电荷量，则卬对q 2 的库仑力大于q 2 对卬的库仑力D.库仑定律和万有引力定律的表达式相似，都是与距离平方成反比的定律例 2.两个半径为0.3 m 的金属球，球心相距1.0 m 放置，当他们都带1.5 x 1 0-5 C的正电时，相互作用力为R,当它们分别带+1.5 x 1 0-5 c和T.5X10-5C的电量时，相互作用力为F 2,则()A.B.C.D.Fi=F2FI VF2F i F2无法判断练 习 1.两个半径为R的带电球所带电荷量分别为卬和q 2,当两球心相距3 R 时，相互作用的静电力大小为（）A.F=k-(3R)2Ci Qi/力/)/练 习 1.如图，在 M、N 点分别放有带电荷量为Q和 q的两个正点电荷，它们之间的库仑力大小为F.下列说法正确的是（）A.Q对 q的库仑力的方向向左B.q 对 Q的库仑力的方向向右C.若将它们间的距离增大为原来的2 倍，则 Q对 q 库仑力的大小变为F/4D.若将它们间的距离增大为原来的2 倍，则 Q对 q 库仑力的大小变为4 F2.如图所示，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 B C=2 A B.那 么 A、B、C三个点电荷所受库仑力的大Fk-B.(3R)2F k F EbC.a、B 同在一条电场线上，且电场线是直线，所以Ea=EbD.不知a、b 附近的电场线分布状况，Ea、Eb的大小不能确定【学生课后练习】P11页例3,题组训练5,6,P12页随堂训练1,3,【同步导学案课时作业】P91页 1,2,3,4,8,P92页 9,B 组 3,4,b/第 四 节 电 势 能 和 电 势 一课 型：讲授课 课时：4课时 审核人：高二物理组【学习目标】1、理解静电力做功的特点、电势能的概念、电 势 能 与 电 场 力 做 功 的 关.系 C l2、理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。3、明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。4、了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。【学习重点】理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。【学习难点】掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题第一课时复习回顾功是能量转化的量度！1.功的计算：W=F L cosa2.重力做功有什么特点？（1）与路径无关，由初末位置的高度差来决定。（2）WG与重力势能的关系:WG=EPI-E|2（3）重力势能是相对的，有零势能面（人为选定），重力势能具有系统性。一.静电力做功的特点：例 1.正电荷q 在电场强度为E 的匀强电场中由A 运动到B 电场力做功吗？做了多少功？W=qE-I A B I例 2.求试探电荷+q 沿直线A B 移动到B 时电场力做的功.W-Fcos0AB=qEAM例 3.求试探电荷+q 沿曲线A B 移动到B 时电场力做的功.W=qEAM结论：在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。（对于非匀强电场也适用）二.电势能:电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫电势能。提出问题：电场力做功与电势能有什么关系？（联系重力做功与重力势能的关系）1.电荷在电场中具有电势能。2.电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小3.电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大4.电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。5.电势能是相对的，与零电势能面有关注意：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。6.电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性.7.电势能是标量.电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做的功。由此可见，电场力做功与重力做功，电势能与重力势能都很相似，所以大家在学习电势能过程中应该多联系重力做功与重力势能的关系帮助理解电势能。三.电场力做功正负的判断和电势能的增减:顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，顺着电场线移动负电荷，电场力做负功，逆着电场线移动正电荷，电场力做负功，逆着电场线移动负电荷，电场力做正功，例 1.（多选）下列说