高二文科(选修1-1)(电场电流教学案)
一. 电荷 库仑定律 1.接引雷电下九天
电闪雷鸣是自然界常见的现象,古人认为那是“天神之火”,是天神对罪恶的惩罚,直到1752年,伟大的科学家___________冒着生命危险在美国费城进行了著名的风筝实验,把天电引了下来,发现天电和摩擦产生的电是一样的,才使人类摆脱了对雷电现象的迷信。 2.电荷、元电荷、电荷守恒
(1)自然界中只存在两种电荷:用________摩擦过的________带正电荷,用________摩擦过的________带负电荷。同种电荷相互________,异种电荷相互________。电荷的多少叫做________,用________表示,单位是________,简称________,用符号________表示。
(2)到目前为止,科学实验发现的最小电荷量是电子所带的电荷量。这个最小电荷用_____表示,它的数值为________。实验指出,所有带电物体的电荷量或者等于它,或者是它的整数倍,因此我们把它叫做________。
例题1:保护知识产权,抵制盗版是我们每个公民的责任与义务。盗版书籍影响我们的学习效率甚
至会给我们的学习带来隐患。小华有一次不小心购买了盗版的物理参考书,做练习时,他发现有一个关键数字看不清,拿来问老师,如果你是老师,你认为可能是下列几个数字中的那一个 ( )
A.6.2×10-19C B.6.4×10-19C
-19-19
C.6.6×10C D.6.8×10C
(3)用________和________的方法都可以使物体带电。无论那种方法都不能________电荷,也不能________电荷,只能使电荷在物体上或物体间发生________,在此过程中,电荷的总量________,这就是电荷守恒定律。
(4)起电的三种方法________、________、________. 3.库伦定律
(1)内容:真空中两个静止________之间的相互作用力,跟它们电荷量的乘积成________,跟它们________________成反比,作用力的方向在它们的________上。 (2)公式:_______________其中k=________________ (3)应用:
例题2:真空中有两个静止的点电荷,它们之间的作用力为F,若它们的带电量都增大为原来的2
倍,距离减少为原来的1/2,它们之间的相互作用力变为 ( ) A.F/2 B.F C.4F D.16F
例题3:真空中有两个相距0.1m、带电量相等的点电荷,它们间的静电力的大小为9×10-3N,求每个点电荷所带电荷量是元电荷的多少倍?
一、 选择题:
1、用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒,都能吸引轻小物体,这是因为:( ) A、被摩擦过的玻璃棒和橡胶棒一定带上了电荷
B、被摩擦过的玻璃棒和橡胶棒一定带上了同种电荷 C、被吸引的轻小物体一定是带电体 D、被吸引的轻小物体一定不是带电体 2、如图所示,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:( ) A、枕形金属导体上的正电荷向B端移动,负电荷不移动 B、枕形金属导体上的带负电的电子向A端移动,正电荷不移动
1
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A端和B端移动 3、关于摩擦起电和感应起电的实质,下列说法正确的是:( )
A、摩擦起电现象说明了机械能可以转化为电能,也说明通过做功可以创造电荷 B、摩擦起电说明电荷可以从一个物体转移到另一个物体
C、感应起电说明电荷可以从物体的一个部分转移到物体另一个部分 D、感应起电说明电荷从带电的物体转移到原来不带电的物体上去了 4、绝缘细线上端固定,下端悬挂一个轻质小球a,a的表面镀有铝膜,在a的附近,有一个绝缘金属球b,开始a、b都不带电,如图所示,现在使a带电,则:( )
A、a、b之间不发生相互作用 B、b将吸引a,吸住后不放 C、b立即把a排斥开
D、b先吸引a,接触后又把a排斥开 5、两个相同的带电导体小球所带电荷量的比值为1∶3,相距为r时相互作用的库仑力的大小为F,今使两小球接触后再分开放到相距为2r处,则此时库仑力的大小为:
A、
112F B、F C、F D、F
6411136、关于库仑定律的公式F?kQ1Q2r2,下列说法中正确的是:( )
A、当真空中的两个点电荷间的距离r→∞时,它们之间的静电力F→0
B、当真空中的两个点电荷间的距离r→0时,它们之间的静电力F→∞ C、当两个点电荷之间的距离r→∞时,库仑定律的公式就不适用了
D、当两个点电荷之间的距离r→0时,电荷不能看成是点电荷,库仑定律的公式就不适用了 二、 计算题:
10、真空中有两个相距0.1m、带电量相等的点电荷,它们之间的静电力的大小为3.6×10-4N,求每个电荷的带电量是元电荷的多少倍?
11、有两个大小相同的绝缘金属小球分别带有正电荷q1、q2,且q1>q2。当它们相距10cm时,相互间的库仑斥力的大小为5.0×10-3N,若将它们接触后再放回原处,相互间的库仑斥力的大小变为9.0
-3
×10N。设两个带电金属球都可以看成点电荷,求两球在接触前所带的电量?
2
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二. 电场
1.电场、电场强度、电场线
(1)带电体周围存在着一种物质,这种物质叫________,电荷间的相互作用就是通过________发生的。
(2)电场强度(场强)
①定义:放在电场中某点的_____所受电场力F跟它的______的比值 ②公式: ________由公式可知,场强的单位为________
③场强既有________,又有________,是____量。方向规定:电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的________的方向相同。
(3)电场线可以形象地描述电场的分布。电场线的________反映电场的强弱;电场线上某点的切线方向表示该点的________方向,即电场方向。
匀强电场的电场线特点:________________。
例题1:某电场的电场线如右下图所示,则某点电荷A和B所受电场力的大小关系是( ) A.FA>FB B. FA A B B.两条电场线在电场中可以相交 C.电场线就是带电粒子在电场中的运动轨迹 D.在同一幅电场分布图中电场越强的地方,电场线越密 例题3:关于电场线的下列说法中正确的是:( ) A、电场线并非真实存在,是人们假想出来的 B、电场线既能反映电场的强弱,也能反映电场的方向 C、只要初速度为零,正电荷必将沿电场线方向移动 D、匀强电场的电场线分布是均匀、相互平行的直线 例题4:某电场中的几条电场线以及带负电的点电荷q在A点的受到的电场力方向如图所示。 ⑴试在图中画出电场线的方向 ⑵比较电场中A、B两点的场强EA、EB的大小 ⑶在A、B两点分别放上等量异种电荷,试比较它们受到的力FA、FB的大小。 2.几种典型的电场线 3.电场线的特点(假想线) 4.点电荷的场强 一.选择题: 1、下列说法中正确的是( ) A、只要有电荷存在,电荷周围就一定存在着电场 B、电场是一种物质,它与其它物质一样,是不依赖我们的感觉而客观存在的东西 3 C、电荷间相互作用是通过电场而产生,电场最基本的特征是对处在它里面的电荷有力的作用 D、电场是人为设想出来的,其实并不存在 2、电场强度的定义式E=F/q,下列说法正确的是:( ) A、该定义式只适用于点电荷形成的电场 B、F是试探电荷所受到的力,q是产生电场电荷的电荷量 C、电场强度的方向与F的方向相同 D、由该定义式可知,场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比 3、A为已知电场中的一固定点,在A点放一个电荷量为q的点电荷,所受的电场力为F,A点的场强为E,则( ) A、若在A点换上点电荷-q,A点的场强方向将发生变化 B、 若在A点换上电荷量为2q 的点电荷,A点的场强变为2E C、 若将A点的电荷移去,A点的场强变为零 D、A点的场强的大小、方向与放在该处的q的大小、正负、有无均无关 4、如图所示,在a、b两点固定着两个带等量异种性质电的点电荷,c、d两点将a、b两点的连线三等分,则( ) A、c、d两点处的场强大小相等 B、c、d两点处的场强大小不相等 C、从c点到d点场强先变大后变小 D、从c点到d点场强先变小后变大 5、下列关于点电荷的场强公式E?kQr2的说法中,正确的是:( ) A、在点电荷Q的电场中,某点的场强大小与Q成正比,与r2成反比 B、 Q是产生电场的电荷,r是场强为E的点到Q的距离 C、 点电荷Q产生的电场中,各点的场强方向一定都指向点电荷Q D、点电荷Q产生的电场中,各点的场强方向一定都背向点电荷Q 7、将一电荷量为2×10-5的试探电荷放在点电荷Q的电场中的P点处,所受的电场力的大小为2×10-2N,则P点的电场强度的大小为 N/C,如果P点距点电荷Q为10cm,则Q的电荷量为 C。 8、在空间某一区域,有一匀强电场,有一质量为m的液滴带正电荷,电荷量为q,在此电场中恰能沿竖直方向作匀速直线运动,则此区域的电场强度大小为 N/C,方向 。 9、如图所示真空中A、B两点分别放置异种点电荷QA、QB、QA=-1×10-8C,QB=4×10-8C,已知两点电荷间库仑引力为10-5N,求: ⑴若移去B处的电荷后,B处的电场强度为多大? ⑵若不移去B处点电荷,则AB连线中点处C的场强是多大? 4 高二文科(选修1-1)(电场电流教学案) 三. 生活中的静电现象 电容器 1.生活中常见的放电现象:________、________ 2.避雷针利用________原理来避雷:带电云层靠近建筑物时,避雷针上产生的感应电荷会通过针 尖放电,逐渐中和云中的电荷,使建筑物免遭雷击。 3.静电的应用和防止:静电除尘,复印机, 4.电容器、电容 (1)电容器是___________的装置,__________是最早出现的电容器。 (2)平行板的容器 (3)电容描述的是________________________________________单位___________ (4)某电容器上标有“220V 300μF”, 300μF=____________F=___________pF (5)关于电容器的电容,下列说法正确的是 ( ) A.电容器所带的电荷越多,电容就越大 B.电容器两极板间的电压越高,电容就越大 C.电容器所带电荷增加一倍,电容就增加一倍 D.电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量 四. 电流和电源 电流的热效应 ________于1800年春发明了能够提供持续电流的“电堆”——最早的直流电源。他的发明为科学家们由静电转入电流的研究创造了条件,揭开了电力应用的新篇章。 1. 电流 (1)电流的概念:电荷的___________形成电流。 (2)电流产生条件:_______________。电源在电路中的作用是保持导体上的_____,使导体中有持续的_______。 (3)电流的方向:规定________________为电流的方向。在金属导体中,电流的方向与自由电子定向移动方向________。 (4)电流——描述电流_____的物理量。 定义:通过导线某横截面的电荷量与所用时间的比值 公式:_______单位:________简称___,符号___,常用单位mA和μA。单位换算关系:_________________________、_________________________________ 2. 电源和电动势 (1) 电动势是用来描述电源本身性质的物理量。符号E,单位______。 (2) 电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的______。 例题1:某电池电动势为1.5V,如果不考虑它内部的电阻,当把它的两极与150Ω的电阻连在一起时,16秒内有_______C的电荷定向移动通过电阻的 横截面,相当于____________个电子通过该截面。 例题2:如右图所示的稳恒电路中, R1=1Ω,R2=2Ω,R3=3Ω那么通过电阻R1、R2、R3的电流强度之比I1:I2:I3 为 ( ) A.1:2:3 B.3:2:1 C.2:1:3 D.3:1:2 5