1、湖南省普通高中物理学业水平考试要点解读选修1-1第一章 电场 电流学习目标节 次学 习 目 标电荷 库仑定律认识点电荷间的相互作用规律；了解元电荷和感应起电；知道库仑定律和电荷守恒定律。2电场通过实验认识电场；会用电场线和电场强度描述电场。3生活中的静电现象了解放电现象；了解如何避雷、静电的应用和防止。电容器了解常见的电容器；了解电容及其单位；初步了解电容器在电路中的作用。5电流和电源了解电流、电源、电动势及常见电池的电动势大小。6电流的热效应能通过实验研究导体通电时发热的规律；认识焦耳定律。要点解读 一、电荷1认识电荷（1）自然界有两种电荷：正电荷和负电荷。（2）元电荷：任何带电物体所带的电
2、荷量都是e的整数倍，电荷量e叫做元电荷。（3）点电荷：与质点一样，是理想化的物理模型。只有当一个带电体的形状、大小对它们之间相互作用力的影响可以忽略时，才可以视为点电荷。（4）电荷的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。2电荷的转移（1）起电方式：主要有摩擦起电、感应起电和接触起电三种。（2）起电本质：电子发生了转移。构成物质的原子是由带正电的原子核和核外带负电的电子组成。一般情况下，原子核的正电荷数量与电子的负电荷数量一样多，整个原子显电中性。起电过程的实质都是使电子发生了转移，从而破坏了原子的电中性，得到电子的物体（或物体的一部分）带上负电荷，失去电子的物体（或物体的一部分）带上正
3、电荷。3电荷守恒定律：电荷既不能创生，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，电荷的总量不变。4电荷的分布：带电体突出的位置电荷较密集，平坦的位置电荷较稀疏，所以带电体尖锐的部分电场强，容易产生尖端放电。避雷针就是利用了尖端放电的原理。5电荷的储存（1）电容器：两个彼止绝缘且相互靠近的导体就组成了一个电容器。在两个正对的平行金属板中间夹一层绝缘物质电介质，就形成了一个最简单的平行板电容器。电容器是储存电荷的容器，电容器两极板相对且靠得很近，正负电荷相互吸引，使得两极板上留有等量的异种电荷电容器就储存了电荷。（2）电容：电容是表示电容器储存电荷
4、本领大小的物理量。在相同电压下，储存电荷多的电容器电容大；电容的大小由电容器的形状、结构、材料决定；不加电压时，电容器虽不储存电荷，但储存电荷的本领还是具备的仍有电容。6库仑定律：（1）内容：真空中两个点电荷之间的相互作用力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。其表达式：。（2）适用条件：Q1、Q2为真空中的两个点电荷。带电体都可以看成由许多点电荷组成的，根据库仑定律和力的合成法则，可以求出任意两个带电体之间的库仑力。二、电场1电场：电荷周围存在电场，电荷间是通过电场发生相互作用的。物质存在有两种形式：一种是实物，一种是场。电场虽然看不见摸不着，但
5、它也是一种客观存在的物质，它可以通过一些性质而表现其客观存在，如在电场中放入电荷，电场就对电荷有力的作用。2电场强度（1）定义：放入电场中某点的电荷所受的静电力F跟它的电荷量q的比值。其定义式：。（2）物理意义：电场强度是反映电场的力的性质的物理量，与试探电荷的电荷量q及其受到的静电力F无关。它的大小是由电场本身决定的；方向规定为正电荷所受电场力的方向。（3）基本性质：对放入其中的电荷有力的作用。电场力。3电场线：电场线是人们为了形象描述电场而引入的假想的曲线，电场线的疏密反映了电场的强弱，电场线上每一点的切线方向表示该点的电场方向 。不同电场的电场线分布是不同的。静电场的电场线从正电荷或无穷
6、远发出，终止于无穷远或负电荷；匀强电场的电场线是一簇间距相同、相互平行的直线。三、电流1电流：电荷的定向移动形成电流。（1）形成电流的条件：要有自由移动的电荷，如：金属导体中有可以自由移动的电子、电解质溶液中有可以自由移动的正、负离子；导体两端要有电压，即导体内部存在电场。（2）电流的大小：通过导体横截面积的电量Q与所用时间t的比值。其表达式：。（3）电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。但电流是标量。2电源：电源的作用就是为导体两端提供电压，电源的这种特性用电动势来表示。电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压。不同电源的电动势一般不同。从能量的角度看，电源就是把其它形式的
7、能转化为电能的装置，电动势反映了电源把其它形式的能转化为电能的本领。3电流的热效应：电流通过导体时能使导体的温度升高，电能转化成内能，这就是电流的热效应。（1）焦耳定律：电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比。其表达式：。（2）热功率：在物理学中，把电热器在单位时间内消耗的电能叫做热功率。其表达式： ，对于纯电阻电路，还可表示为。学法指导一、静电问题的分析摩擦起电和感应起电都是电子转移过程，摩擦起电是电子从一个物体转移到另一个物体，感应起电是电子从物体一部分转移到另一部分。要用原子微观模型和电荷守恒定律分析静电现象。二、有关电场问题的分析 1、深刻认识电场是一种客观
8、存在的特殊物质，电场强度是描述电场强弱和方向的物理量。 2、分析带电物体在电场中的运动问题的一般步骤：（1）确定研究对象；（2）对带电物体进行受力分析；先分析物体受到的场力，如电场力和重力（对带电粒子一般不考虑重力），再分析物体受到的其它力，如弹力、摩擦力等；（3）根据力的平衡条件和牛顿第三定律列式求解。三、学习建议 1、通过富兰克林风筝实验，伽伐尼电流的发现，伏打对电流的研究等，了解人类对电现象的认识过程，学习科学家不畏艰险，勇于探索的精神。 2、通过对库仑定律的学习，不但要掌握定律的内容，还要学会运用科学研究的方法，如“点电荷”运用了理想化方法；库仑等物理学家在研究带电体受力过程时与牛顿的
9、万用引力定律类比而发现了库仑定律；通过探究“导体通电时发热的规律”，体会控制变量法在实验中的应用。 3、通过本章的学习，了解“电”在生活生产中的运用，体会物理学对人类文明的影响。C A B+【例1】如图所示，两个互相接触的导体A和B不带电，现将带正电的导体C靠近A端放置，三者均有绝缘支架。若先将A、B分开再移走C，则A带_电，B带_电；若将C移走，再把A、B分开，则 A、B带电情况如何。解析：带正电的C球靠近导体A、B后，电子被吸引到导体A，导体A带上负电荷。根据电荷守恒定律，导体B带上等量的正电荷。若先将A、B分开再移走C，导体A有多余的电子带负电，导体B因失去电子带上等量的正电。若先移走C
10、，导体A、B中的等量正负电荷又会因相互吸引而中和，整个导体呈电中性，A、B均不带电。点评：（1）本题属于“了解”层次；（2）静电问题，如摩擦起电、感应起电、导体接触带电、电容器的充放电等，都是电子的移动、电荷重新分布的问题，要用原子的微观模型和电荷守恒定律进行分析。【例2】电场中有一点P，下列说法正确的是A若P点没有电荷，则P点场强为零B放在P点的电荷电量越大，则P点的场强越大C放在P点的电荷电量越大，电荷受到的电场力越大DP点的场强方向为放在该点的电荷所受电场力的方向解析：电场中某点的场强大小是由电场本身的性质确定的，与该点是否有电荷、电荷量的多少无关。电荷所受的电场力F与所带电量q是成正比
11、的，所以选项A、B错，选项C对。P点场强方向规定为正电荷在该点所受电场力的方向，负电荷在该点所受电场力的方向与场强方向相反，所以选项D错。故选项C正确。点评：（1）本题属于“认识”层次；（2）对电场强度可从下面几个要点进行理解：电场强度是描述电场强弱和方向的物理量；电场强度的定义式为，但E与F、q无关，场强的大小、方向是由电场本身决定的，与放不放电荷以及放入的电荷的正负、电荷量的多少均无关；由于电荷有正负之分，所以电场对两种电荷的作用力相反，实际上规定正电荷受力方向为该点的场强方向。【例3】已知氢原子中氢核与电子之间的最短距离为5.310-11m，试求出它们之间的库仑力。解析：氢核与电子所带的
12、电量都是1.610-19CNN电子和氢核带异种电荷，它们之间的作用力为引力。点评：（1）本题属于理解中的“简单应用”层次；（2）库仑定律适用于计算两个静止的点电荷之间的库仑力；（3）应用公式进行计算时，各物理量的单位统一用国际制单位，电荷量只代数值，不代符号，电场力的方向由两个点电荷带电性质决定。【例4】一只规格“220V 1000W”的电炉，求：（1）它在正常工作时的电阻；（2）如果电网电压为200V，则电炉工作时的实际功率（假设电炉电阻保持不变）；（3）在220V电压下，电炉每天使用2h产生多少焦耳的热量？一个月（30天）要消耗多少度电？解析：（1）电炉电阻为R，根据得 = 48.4（2）
13、当电网电压U=200V时，电炉工作时的实际功率W = 826.4W（3）一天产生的热量J = 7.2106J在220V的电压下，一个月消耗的电能为kWh = 60kWh = 60度点评：（1）本题属于“综合应用”层次；（2）要理解电能、热能、电功率、热功率、额定功率和实际功率的的概念以及它们之间的联系和区别；（3）该电炉的规格为“220V 1000W”，表示该电炉正常工作时应加上220V额定电压，此时消耗的电功率为1000W，这个功率是额定功率，但当电压为200V时，电炉工作时消耗的实际功率小于1000W；（3）电炉是纯电阻，它消耗的电能全部转化为热能，正常工作时热功率也为1000W。梯度练习
14、A组1关于点电荷的说法，正确的是（ ）A只有体积很小的带电体，才能看作点电荷B体积很大的带电体一定不能看作点电荷C点电荷一定是电荷量很小的电荷D当两个带电体的大小及形状对它们之间相互作用力的影响可忽略时，两个带电体才可看成点电荷2下列说法错误的是（ ）A只要有电荷存在，电荷周围就一定存在电场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C电荷间的相互作用是通过电场而产生的D电荷只有通过接触才能产生力的作用3关于电场线，下列说法正确的是（ ）A沿着电场线的方向电场强度越来越小B沿着电场线的方向电场强度越来越大C任何两条电场线都不会相交D两条电场线有可能相交4关于静电的应用和防
15、止，下列说法不正确的是（ ）A为了美观，通常把避雷针顶端设计成球形B为了防止静电危害，飞机轮胎用导电橡胶制成C为了避免因尖端放电而损失电能,高压输电导线表面要很光滑D为了消除静电,油罐车尾装一条拖地铁链5为了使电炉消耗的功率减半，下列做法正确的是（ ） A使电流减半 B使电压减半 C使电压和电炉的电阻各减半 D使电炉的电阻减半6关于电源电动势，下列说法正确的是（ ）A电源两极间的电压一定等于电源电动势B电源在没有接入电路时两极间电压等于电源电动势C所有电源的电动势都是相同的D2号电池比5号电池的电动势大7真空中有甲、乙两个点电荷，相距为，它们间的静电力为，若两个电荷间的距离变为2，则它们之间的
16、库仑力变为_。B组8如图所示，是点电荷电场中的一条电场线，则（ ）A点场强一定大于点场强 a bB形成这个电场的电荷一定带负电C形成这个电场的电荷一定带正电D在点由静止开始释放一个电子，将一定向点运动9一个电容器的规格是“10F 50V”，则（ ）A这个电容器的电容为10-5FB这个电容器加上50V电压时，电容才是10FC这个电容器没有电压时，电容为0D这个电容器加的电压不能低于50V10在示波管中，电子枪两秒内发射了61013个电子，则示波管中电流为（ ）A4.810-6A B 310-3AC9.610-6AD 310-6A11运用控制变量法，小军同学把两段电阻不同的金属丝A、B（RARB）
17、串联后，分别放到两瓶等量的煤油中通电一定时间（如图所示），控制电流一定时，探究“电流通过导体产生的热与_的关系”，通电后，温度计的示数升高，这种现象是由电流的_效应引起的，其中_瓶的煤油的温度升高得更快。12某电饭锅的额定功率为800W，已知把饭煮熟需要4.8105J的热量，若此电饭锅正常工作时不考虑能量的损失，则用它把饭煮熟需要多少时间？C组13一电子沿圆周顺时针高速转动，周期为10-10s，则等效电流大小为 A，方向为方向（填顺时针或逆时针）。m14如图所示，在水平放置的平行带电金属板间能形成竖直方向上的匀强电场。有一个质量m110-7kg，电荷量q110-8C的液滴，在两板正中央恰好处于静止状态。求：两极板间电场强度的大小和方向。15在A点放一带电量为Q的正点电荷，求其形成的电场中某点P的场强大小和方向。已知P点距点电荷的距离为r。第一章1D 2D 3C 4A 5C 6B 7 8D 9A 10A 11电阻；热；B 12电饭锅消耗的电能全部转化为热能所以用此电饭锅把饭煮熟需10min时间13；逆时针14根据力的平衡条件，由mgqE 得电场强度的大小：EN/C1102 N/CE的方向竖直向上。15在P点放一带电量为q的电荷，该电荷受到的电场力为F，根据库仑定律AP+QE 根据场强定义，P点的场强大小如图所示，方向是沿AP的连线且背离Q的方向