人教版高中物理第1讲 电场力的性质.docx

课程标准内容及要求
核心素养及关键能力
核心素养
关键能力
1.通过实验，了解静电现象。能用原子结构模型和电荷守恒的知识分析静电现象。
科学探究及原子模型
探究能力及模型构建
2.知道点电荷模型。知道两个点电荷间相互作用的规律。体会探究库仑定律过程中的科学思想和方法。
点电荷模型及控制变量法
物理建模能力及科学探究能力
3.知道电场是一种物质。了解电场强度，体会用物理量之比定义新物理量的方法。会用电场线描述电场。
物理概念及定义物理量的方法
抽象思维能力
4.了解生产生活中关于静电的利用与防护。
5.知道静电场中的电荷具有电势能。了解电势能、电势和电势差的含义。
物理概念
抽象思维能力
6.知道匀强电场中电势差与电场强度的关系。
物理概念间的联系
分析推理能力
7.能分析带电粒子在电场中的运动情况，能解释相关的物理现象。
运动与相互作用观念，科学推理
分析推理及综合应用能力
8.观察常见电容器，了解电容器的电容，观察电容器的充、放电现象。能举例说明电容器的应用。
9.实验十：观察电容器的充、放电现象。
第1讲　电场力的性质
一、电荷　电荷守恒定律
1.元电荷、点电荷
(1)元电荷：e＝1.60×10－19 C，所有带电体的电荷量都是元电荷的整数倍。
(2)点电荷：当带电体之间的距离比它们自身的大小大得多，以致带电体的形状、大小以及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时，这样的带电体可以看作带电的点，叫作点电荷。点电荷是理想化模型。
2.电荷守恒定律
(1)内容：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。
(2)三种起电方式：摩擦起电、感应起电、接触起电。
(3)带电实质：物体得失电子。
(4)电荷的分配原则：两个形状、大小相同且带同种电荷的同种导体，接触后再分开，二者带等量同种电荷，若两导体原来带异种电荷，则电荷先中和，余下的电荷再平分。
【自测1】 如图1所示，两个不带电的导体A和B，用一对绝缘柱支撑使它们彼此接触。把一带正电荷的物体C置于A附近，贴在A、B下部的金属箔都张开(　　)
图1
A.此时A带正电，B带负电
B.此时A带正电，B带正电
C.移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合
D.先把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔都闭合
答案　C
解析　由静电感应可知，A左端带负电，B右端带正电，选项A、B错误；若移去
C，A、B两端电荷中和，则贴在A、B下部的金属箔都闭合，选项C正确；先把A和B分开，然后移去C，则A、B带的电荷不能中和，故贴在A、B下部的金属箔仍张开，选项D错误。
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。
2.表达式
F＝k，式中k＝9.0×109 N· m2/C2，叫做静电力常量。
3.适用条件
真空中的静止点电荷。
(1)在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式。
(2)当两个带电体间的距离远大于其本身的大小时，可以把带电体看成点电荷。
4.库仑力的方向
由相互作用的两个带电体决定，即同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
【自测2】 如图2所示，两个分别带有电荷量－Q和＋3Q的相同金属小球(均可视为点电荷)，固定在相距为r的两处，它们之间的库仑力大小为F。两小球相互接触后分开并将其间距变为，则现在两小球间库仑力的大小为(　　)
图2
A.F B.F
C.F D.12F
答案　C
解析　接触前两小球之间的库仑力大小为F＝k，接触后再分开，两小球所带的电荷量先中和后均分，所以两小球分开后各自带电荷量为＋Q，两小球间的距
离变为，两小球间的库仑力大小变为F′＝k＝F，选项C正确。
三、电场、电场强度
1.电场
(1)定义：存在于电荷周围，能传递电荷间相互作用的一种特殊物质。
(2)基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。
2.电场强度
(1)定义：放入电场中某点的电荷受到的电场力F与它的电荷量q的比值。
(2)定义式：E＝；单位：N/C或V/m。
(3)矢量性：规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向为该点电场强度的方向。
3.点电荷的电场：真空中距场源电荷Q为r处的场强大小为E＝k。
【自测3】 如图3所示，电荷量为q1和q2的两个点电荷分别位于P点和Q点。已知在P、Q连线上某点R处的电场强度为零，且PR＝2RQ。则(　　)
图3
A.q1＝2q2 B.q1＝4q