電場力做功與電勢能 省賽獲獎

電場力做功與電勢能第一節(jié)從能量的角度認識電場第二章電勢能與電勢差復習回顧1、功的計算：2、重力做功的特點：(1)與路徑無關,由初末位置的高度差來決定.(2)重力做功WG=mgh或WG=－mgh(4)重力勢能是相對的,須選定零勢能參考面功能關系：功是能量轉(zhuǎn)化的量度！重力做正功，重力勢能減少重力做負功，重力勢能增加(3)重力做功WG與重力勢能Ep變化的關系W=Fscosα一、電場力做功的特點

在勻強電場中移動電荷時，靜電力做的功與電荷經(jīng)過的路徑無關,只與電荷的起始位置和終止位置有關。這個結(jié)論對于非勻強電場也適用！B+MAF?q+WAB=F·SABcosθ=qE·SAM=qEd

把正電荷沿不同路徑從A點移到B點，電場力做功多少？②①③在勻強電場中，大小為:W電=qEd(或W電=－qEd)一、電場力做功的特點1.特點:電場力做功與路徑無關,只與初末位置有關。（適用于任何電場）2.計算式:W電=qEd(或W電=－qEd)注意點:（1）公式只適用于勻強電場。（2）d為沿著電場線方向的距離。

請錄記§2.1電場力做功與電勢能思考：做功的過程是一個能量轉(zhuǎn)化的過程，那么電場力做功的過程是什么能轉(zhuǎn)化成什么能呢？知識遷移遷移：我們根據(jù)重力做功與路徑無關的特點，引入了由其決定的能量——重力勢能的概念。類似的，為了研究的方便，我們利用電場力做功與路徑無關的特點，引入一種由電場力做功決定的能量——電勢能的概念。探究內(nèi)容：書P27~28內(nèi)容自主探究探究問題：（1）什么是電勢能？電勢能的值如何確定？（2）電勢能的變化與電場力做功是什么關系？電勢能概念：電荷在電場中某點的電勢能，等于把電荷從這點移動到選定的參考點的過程中電場力所做的功。自主探究概念理解：例如，右圖中，若E=5N/C，q=+2×10－8C，d=4m，當取B點為參考點時，試探電荷q在A點的電勢能是多少？解析：W電=qEd=4×10－7JEqFAB+·∴

EP=W電=4×10－7J電勢能概念：電荷在電場中某點的電勢能，等于把電荷從這點移動到選定的參考點的過程中電場力所做的功。自主探究EqFAB+·結(jié)論：

EP=W電=qEd，可看出影響EP的因素q、E、d。

而d顯然與參考點的選取有關，所以電勢能是相對的，跟參考點的選取有關。（電勢能與重力勢能類似，也必須選擇零電勢能點）二、電勢能：電荷在電場中而具有的能量請錄記§2.1電場力做功與電勢能1、電勢能是相對的，要先選取零電勢能點。電勢能概念：電荷在電場中某點的電勢能，等于把電荷從這點移動到選定的參考點的過程中電場力所做的功。自主探究EqFBC+·拓展：上題若仍取B點為參考點，則試探電荷q放在B點右端距離B點d處的C點的電勢能是多少？解析：W電=－qEd=－4×10－7J∴

EP=W電=－4×10－7J結(jié)論：電勢能也可以是負值。思考：你認為電勢能是矢量還是標量？二、電勢能：電荷在電場中而具有的能量請錄記§2.1電場力做功與電勢能1、電勢能是相對的，要先選取零電勢能點。2、電勢能是標量，但有正負（表示大?。?。自主探究補充說明：電勢能是電荷在電場中時所具有的能量，所以電勢能是由電荷和電場共同決定的，屬于電場和電荷系統(tǒng)所共有的，只是我們常習慣地說成電場中的電荷所具有的。二、電勢能：電荷在電場中而具有的能量請錄記§2.1電場力做功與電勢能1、電勢能是相對的，要先選取零電勢能點。2、電勢能是標量，但有正負（表示大?。?、電勢能是系統(tǒng)（試探電荷和電場）共有的。思考：一個試探電荷在勻強電場中某點由靜止釋放,將如何運動?動能如何變化？（不計重力）E結(jié)論：在電場力作用下電荷做加速運動,一段時間后獲得一定的速度,試探電荷的動能增加。+F思考:這些動能是由什么能量轉(zhuǎn)化來的呢？可以用什么力做功來量度這些能量的變化量？解析:這些動能是由電勢能轉(zhuǎn)化來的。電場力做正功，電勢能減少，動能增加；可以用電場力做功來量度這些能量的變化量。自主探究知識遷移：重力勢能的變化由重力做功來量度，類似的,電勢能的變化也由電場力做功來量度。電場力對電荷做正功，電荷的電勢能減小電場力對電荷做負功，電荷的電勢能增大電場力做的功等于電勢能的減少量二、電勢能：電荷在電場中而具有的能量請錄記§2.1電場力做功與電勢能1、電勢能是相對的，要先選取零電勢能點。2、電勢能是標量，但有正負（表示大?。?。3、電勢能是系統(tǒng)（試探電荷和電場）共有的。三、電場力做功與電勢能變化的關系：電場力做的功等于電勢能的減少量電場力做正功，電荷的電勢能減小電場力做負功，電荷的電勢能增大思考：一個試探電荷在勻強電場中某點由靜止釋放,將如何運動?動能如何變化？（不計重力）E+F拓展：電場力做多少功，電勢能就變化多少，在只有電場力做功的過程中，電勢能與動能相互轉(zhuǎn)化，而他們總量保持不變。例1、如圖,在場強E=103N/C的勻強電場中,點電荷q=+1C從A移動到B,AB相距L=1m,電場力做功為多少?電勢能如何變化?思考：電荷在B點具有的電勢能多大？電場力做正功,電勢能減少103JEqFAB設A點的電勢能WAB=－△EP=EPA－EPB思考：電勢能為負表示的物理意義是什么？+·重力勢能和電勢能類比

重力場中，重力：地球和物體之間存在的吸引力電場中，電場力：電荷之間的作用力有重力就有重力勢能Ep=mgh有電場力就有相應的能，叫電勢能EPEp由物體和地面間的相對位置決定EP由電荷在電場中的相對位置決定電場力做正功，電勢能就減少電場力做負功，電勢能就增加電場力作功，電勢能改變重力做功，重力勢能改變重力做正功，重力勢能就減少重力做負功，重力勢能就增加W重=EP1－EP2W電=EPA－EPB課堂訓練1、如圖,在場強E=103N/C的勻強電場中,點電荷q=+1C從A移動到B,AB相距L=1m,電場力做功為多少?電勢能如何變化?電荷在A點具有的電勢能多大？電場力做功WAB=qEL=1×103J

電勢能減少了1×103J選取B點為零電勢能點，則電荷在A點具有的電勢能是1×103J解析：

課堂訓練2、將帶電量為6×10－6C的負電荷從電場中的A點移到B點，克服電場力做了3×10－5J的功，再從B移到C，電場力做了1.2×10－5J的功，則（1）電荷從A移到B，再從B移到C的過程中電勢能共改變了多少？（2）如果規(guī)定A點的電勢能為零，則該電荷在B點和C點的電勢能分別為多少？（3）如果規(guī)定B點的電勢能為零，則該電荷在A點和C點的電勢能分別為多少？增加了1.8×10－5JEPC=1.8×10－5J

EPC=－1.2×10－5JEPB=3×10－5J

EPA=－3×10-5J

3、（2003·上海高考題）一負電荷僅受電場力的作用，從電場中的A點運動到B點，在此過程中該電荷做初速度為零的勻加速直線運動，則A、B兩點電場強度EA、EB及該電荷在A、B兩點的電勢能EPA、EPB之間的關系為（

）A、EA=EB；B、EA＜EB；C、EPA=EPB；D、EPA＞EPB；AD4、（2005·天津理綜）一帶電油滴在勻強電場E中的運動軌跡如圖中的虛線所示，電場方向豎直向下。若不計空氣阻力，則此帶電油滴從a運動到b的過程中，能量變化情況為（

）A.動能減小

B.電勢能增加C.動能和電勢能之和減小D.重力勢能和電勢能之和增加C5、如圖所示，光滑絕緣細桿豎直放置，細桿右側(cè)距桿0.3m處有一固定的點電荷Q，A、B是細桿上的兩點，點A與Q、點B與Q的連線與桿的夾角均為37°。一中間有小孔的帶電小球穿在絕緣細桿上滑下，通過A點時加速度為零，速度為3m/s，取g=10m/s2，求小球下落到B點時的加速度和速度的大小。a=2g=20m/s2vB=5m/s

小結(jié)一、靜電力做功的特點：與路徑無關，只與起點和終點的位置有關二、電勢能：電荷在