電場力做功與電勢能

1、第1節(jié)電場力做功與電勢能學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識 脈 絡(luò)(教師用書獨具)1知道電場力做功的特點，能用功的公式WqEd求解相關(guān)問題(重點)2了解電勢能的概念(難點)3知道電場力做功與電勢能變化的關(guān)系(重點)自 主 預(yù) 習(xí)·探 新 知知識梳理一、電場力做功的特點1公式WqEd，適用于勻強電場2特點靜電力移動電荷所做的功，只與初、末位置有關(guān)，而與電荷的路徑無關(guān)二、電勢能1定義電荷在電場中某點的電勢能等于把電荷從該點移到選定的參考點的過程中電場力所做的功用Ep表示2電勢能的變化與電場力做功的關(guān)系關(guān)系式：WABEpAEpBEpAB電場力對電荷做3電勢能的相對性電勢能是相對于參考點而言的，選取不同的

2、參考點，電荷在電場中同一點的電勢能的值是不同的4電勢能變化的絕對性電場中兩點間的電勢能之差與選取的參考點無關(guān)基礎(chǔ)自測1思考判斷(1)電場力對正電荷一定做正功，對負(fù)電荷一定做負(fù)功(×)提示做功的正、負(fù)由電場力方向和位移方向決定(2)只有在勻強電場中移動電荷時，電場力做功才與路徑無關(guān)，此結(jié)論在非勻強電場中不成立(×)提示任何電場都適用(3)電場力做的功WqEd，適用于任何電場(×)提示適用于勻強電場(4)電場中有M、N兩點，沿不同路徑把同一電荷從M點移到N點，電場力做功不同(×)提示做功相同，因為和路徑無關(guān)(5)電勢能是相對的，規(guī)定不同的零勢能點，電荷在電場

3、中某點的電勢能不同()(6)電勢能有正、負(fù)之分，故電勢能是矢量(×)提示標(biāo)量(7)電場中有M、N兩點，把電荷從M點移到N點的過程中，電場力對電荷做負(fù)功，電荷的電勢能增加()(8)電場中有M、N兩點，把電荷從M點移到N點的過程中，電場力對電荷做負(fù)功，M點的場強比N點的場強大(×)提示做功的正、負(fù)和場強無關(guān)2關(guān)于電場力做功，下列說法正確的是()A電荷沿不同路徑從電場中A點運動到B點，電場力做功可能不同B電荷從電場中A點出發(fā)，最后又回到A點，電場力做功為零C電荷在電場中沿著電場線運動，所受電場力對電荷一定做正功D電荷在電場中運動，所受電場力對電荷做功，能量守恒定律不再成立B電場力

4、做的功與電荷的運動路徑無關(guān)，所以選項A錯誤；電場力做的功只與電荷的初、末位置有關(guān)，所以電荷從A點出發(fā)又回到A點，電場力做的功為零，選項B正確；負(fù)電荷沿著電場線的方向運動，電場力對負(fù)電荷做負(fù)功，選項C錯誤；電荷在電場中運動，雖然有電場力做功，但是電荷的電勢能和其他形式的能間的轉(zhuǎn)化滿足能量守恒定律，選項D錯誤3關(guān)于電荷的電勢能，下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：46242052】A電荷在電場強度大的地方，電勢能一定大B電荷在電場強度為零的地方，電勢能一定為零C只在靜電力的作用下，電荷的電勢能一定減少D只在靜電力的作用下，電荷的電勢能可能增加，也可能減少D電場強度與電勢能無關(guān)，電勢能有相對性，可以人為規(guī)

5、定零勢能面，故A、B均錯誤只在靜電力作用下，若電荷從靜止開始運動，電場力做正功電勢能減少，若電荷在靜電力作用下在電場中做減速運動，則電場力做負(fù)功電勢能增大，故D正確(多選)一個電荷只在電場力作用下從電場中的A點移到B點時，電場力做了5×106 J的功，那么()A電荷在B點將具有5×106 J的電勢能B電荷在B點將具有5×106 J的動能C電荷的電勢能減少了5×106 JD電荷的動能增加了5×106 JCD電荷只在電場力作用下從電場中的A點移到B點時，電場力做正功，電勢能減少，電場力做了多少正功，電荷的電勢能就減少多少，由動能定理可知，動能就增加

6、多少因電荷在A點的動能和電勢能不知道，所以不能確定電荷在B點的動能和電勢能故選項C、D正確合 作 探 究·攻 重 難電場力做功的理解與計算1.電場力做功的特點：在勻強電場中移動電荷時，電場力做的功與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，但與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān)2電場力做功正負(fù)的判定：(1)若電場力是恒力，當(dāng)電場力方向與電荷位移方向夾角為銳角時，電場力做正功；夾角為鈍角時，電場力做負(fù)功；夾角為直角時，電場力不做功(2)根據(jù)電場力與瞬時速度方向的夾角判斷此法常用于判斷曲線運動中變化電場力的做功情況夾角是銳角時，電場力做正功；夾角是鈍角時，電場力做負(fù)功；電場力和瞬時速度方向垂直時，電場力不做功(3)

7、若物體只受電場力作用，可根據(jù)動能的變化情況判斷根據(jù)動能定理，若物體的動能增加，則電場力做正功；若物體的動能減少，則電場力做負(fù)功3在應(yīng)用公式WqEd計算電場力做的功時，必須滿足的條件是：(1)電荷處在勻強電場中；(2)公式WqEd中的d是沿電場線方向上的兩點間的距離如圖2­1­1所示，在電場強度為E的水平勻強電場中，一根長為l的絕緣桿，兩端分別固定著帶有電荷量q和q的小球(大小不計)現(xiàn)讓絕緣桿繞中點O逆時針轉(zhuǎn)動角，則轉(zhuǎn)動過程中兩個帶電小球克服電場力做功為多少？圖2­1­1思路點撥：解析電場力對帶正電小球做功為W1qE·(1cos )；電場力對帶負(fù)

8、電小球做功為W2qE·(1cos )轉(zhuǎn)動過程中電場力對兩小球做的總功為WW1W2qEl(1cos )，即兩個帶電小球克服電場力做功為qEl(1cos )答案qEl(1cos )(1)利用公式WqEd求功只用于勻強電場.(2)非勻強電場中可用WqEd定性分析.針對訓(xùn)練1如圖2­1­2所示的勻強電場中，有a、b、c三點，ab5 cm，bc12 cm，其中ab沿電場方向，bc和電場方向成60°角，一個電荷量為q4×108 C的正電荷從a移到b時電場力做的功為W11.2×107 J，求：圖2­1­2(1)勻強電場的電場強度

9、大小E；(2)電荷從b移到c，電場力做的功W2. 【導(dǎo)學(xué)號：46242053】解析(1)從a到b電場力做的功W1qEdab所以E V/m60 V/m.(2)把電荷從b移到c，電場力做的功W2qE·dbc·cos 60°4×108×60×12×102×0.5 J1.44×107 J.答案(1)60 V/m(2)1.44×107 J電勢能的理解與計算1.電勢能的特點(1)系統(tǒng)性：電勢能是由電場和電荷共同決定的，屬于電荷和電場所共有的，我們習(xí)慣上說成電荷的電勢能(2)標(biāo)矢性：電勢能是標(biāo)量，有正負(fù)但沒有

10、方向，其正負(fù)表示大小(3)相對性：電勢能是相對的，其大小與選定的參考點有關(guān)確定電荷的電勢能，首先應(yīng)確定參考點，也就是零勢能點的位置2電場力做功與電勢能的關(guān)系電場力做正功，電勢能減少，減少的電勢能等于電場力做的功電場力做負(fù)功，電勢能增加，增加的電勢能等于克服電場力做的功，即WABEpAEpB.3判斷電勢能大小的方法(1)做功判定法：無論是哪種電荷，只要是電場力做了正功，電荷的電勢能一定是減少的；只要是電場力做了負(fù)功(克服電場力做功)，電勢能一定是增加的(2)電場線法：正電荷順著電場線的方向移動，電勢能一定減少，逆著電場線的方向移動，電勢能一定增加；負(fù)電荷順著電場線的方向移動，電勢能一定增加，逆著

11、電場線的方向移動，電勢能一定減少(3)電性判定法：同種電荷相距越近，電勢能越大，相距越遠(yuǎn)，電勢能越??；異種電荷相距越近，電勢能越小，相距越遠(yuǎn)，電勢能越大在電場中把一個電荷量為6×106 C的負(fù)電荷從A點移到B點，克服靜電力做功3×105 J試求：(1)電荷從A到B的過程中，電勢能變化了多少？是增加還是減少？(2)若規(guī)定電荷在B點的電勢能為零，則電荷在A點的電勢能為多大？思路點撥：(1)分析電勢能的變化要抓住電勢能變化與電場力做功的關(guān)系(2)計算某點的電勢能要關(guān)注零勢能點的選取解析(1)電荷克服靜電力做功，即靜電力做負(fù)功，有WAB3×105 J由WABEpAEpB知

12、，電勢能變化了3×105 J；由于靜電力做負(fù)功，則電勢能增加(2)若EpB0，則由WABEpAEpB得EpA3×105 J.答案(1)3×105 J增加(2)3×105 J兩種勢能的對比重力勢能電勢能場力做功特點重力做功與路徑無關(guān)，只與始末位置有關(guān)，引出了重力勢能電場力做功與路徑無關(guān)，只與始末位置有關(guān)，引出了電勢能功能關(guān)系重力做功是重力勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的量度電場力做功是電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的量度WABmghAmghBWABEpAEpB相對性重力勢能的數(shù)值具有相對性，可以是正值，也可以是負(fù)值電勢能的數(shù)值具有相對性，可以是正值，也可以是負(fù)值針對訓(xùn)練

13、2如圖2­1­3所示，在場強為5×105 N/C的勻強電場中有A、B兩點，它們之間的距離為2 cm，兩點的連線與場強方向成60°角將一個電荷量為2×105 C的電荷由A移到B，問：圖2­1­3(1)在此過程中，電場力對該電荷做了多少功？(2)電荷的電勢能如何變化？變化了多少？解析(1)電場力對電荷做的功WqELcos 60°0.1 J.(2)電荷的電勢能增加，增加了0.1 J.答案(1)0.1 J(2)增加0.1 J當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)·固 雙 基1(多選)如圖2­1­4所示，在直角三角形A

14、BC中，C30°，D為斜邊AC的中點，在頂點A處有一點電荷Q，試探電荷q由B移至C電場力做功W1，由B移至D電場力做功W2，由D移至C電場力做功W3，關(guān)于W1、W2、W3的關(guān)系，下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：46242054】圖2­1­4AW1W2W3BW1W2CW1W3 DW2W1W3AC根據(jù)電場力做功的特點，試探電荷由B移至C電場力做功與由B先經(jīng)過D再移至C電場力做功相等，即W1W2W3，A正確，D錯誤；若以A點為圓心、以AB為半徑畫圓，則D在圓周上，將試探電荷由B點移至D點時，電荷的電勢能不變，即電場力不做功，W20，C正確，B錯誤2兩個帶同種電荷的物體間距

15、增大一些時()A電場力做正功，電勢能增加B電場力做正功，電勢能減小C電場力做負(fù)功，電勢能增加D電場力做負(fù)功，電勢能減小B帶同種電荷時兩物體間的力是斥力，距離增大，電場力做正功，則電勢能減小3如圖2­1­5所示，空間有一水平勻強電場，在豎直平面內(nèi)有初速度為v0的帶電微粒，沿圖中虛線由A點運動至B點，其能量變化情況是()圖2­1­5A動能減少，重力勢能增加，電勢能減少B動能減少，重力勢能增加，電勢能增加C動能不變，重力勢能增加，電勢能增加D動能增加，重力勢能增加，電勢能增加B重力豎直向下，微粒沿直線運動，則合力與v0反向，故受到的電場力水平向左，微粒帶負(fù)電帶電微粒由A點運動到B點，重力、電場力都做負(fù)功，重力勢能、電勢能都增加，故選項A錯誤，合外力與v0反向，對微粒做負(fù)功，動能減少，故選項C、D均錯誤如圖所示，勻強電場中A、B兩點間的距離為x0.20 m，已知A、B連線與電場線夾角為60°，今把一電荷量q2×108 C的