1.4電場力的功電勢能課件-高二上學期物理教科版

電場力的功

電勢能一個正電荷在勻強電場中只受到靜電力F的作用，它在電場中由A點運動到B點時，靜電力做了正功WAB。由動能定理可知，該電荷的動能增加了WAB。根據(jù)能量守恒定律，動能增加就意味著有某種形式的能量在減少。E

ABF是一種什么形式的能量在減少呢？電場力做功的特點MEABθ+qF問題1：將正的檢驗電荷q從A沿直線移至B，求電場力的功？W=F·|AB|cosθ=q

E·|AM|思考與探究問題2：將正的檢驗電荷q從A沿折線移至B，求電場力的功？對AM:W1=qE·|AM|對MB:W2=0對全程:W=W1+W2=qE·|AM|MEABθ++qF問題3：將正的檢驗電荷q從A沿曲線移至B，求電場力的功？W=W1+W2+W3+…

=qE·|AM|W1=q

E·x1W2=qE·x2W3=qE·x3…………x1+x2+x3+…=?M?EAB+qFEAB+qF+qF+qF+qFMx1x2x3QPFΔd(對于非勻強電場也適用)這與什么力做功相似呢？重力做功結(jié)論：在勻強電場中移動電荷時，靜電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)。結(jié)論WG＝mgh1－mgh2表達式:重力勢能Ep＝mgh重力做的功等于重力勢能的減少量重力做功的特點（A→B）知識回顧

功和能量的變化密切相關(guān)。重力做功對應著重力勢能的變化，那么，靜電力做功又對應著哪種形式的能量變化呢？類比推理電勢能一、電勢能1、電勢能：電荷在電場中具有的勢能（符號：EP）（由于受到電場力而具有的與位置有關(guān)的勢能）2、單位：焦耳（J)；電場力做功和電勢能變化關(guān)系如何？3、電勢能變化：?Ep=EpB-EpA正電荷從A點移到B點時，靜電力做正功，電荷的電勢能減少。正電荷從B點移到A點時，靜電力做負功，即電荷克服靜電力做功，電荷的電勢能增加。把正電荷從A點移到B

+

把正電荷從B點移到A

-

4、電場力做功和電勢能的關(guān)系（1）當WAB>0，則EpA>EpB,表明電場力做正功，電勢能減小；（2）當WAB<0，則EpA<EpB,表明電場力做負功，電勢能增加。WAB=EpA-EpB5、電勢能的特點（1）系統(tǒng)性

電勢能由電場和電荷共同決定，是電荷和電場組成的系統(tǒng)所共有，

習慣說是電荷具有電勢能。（2）相對性

電勢能是相對的，與零電勢能面有關(guān)。（3）標量性：電勢能是標量

電荷在某點的電勢能的正負表示電勢能的大小。通常把電荷在離場源電荷無限遠處或大地表面的電勢能規(guī)定為0。

例題：電場強度為E=3000N/C，AB的連線長度為l，正電荷的電荷量為q=1.0×10-9C，正電荷由A運動到B，求電場力做的功。電勢能減少了3×10-7J例題：電場強度為E=3000N/C，AB的連線長度為l，正電荷的電荷量為q=1.0×10-9C，正電荷由A運動到B，設(shè)A為零電勢能點，求電荷在B點的電勢能。EpA＝0EpB＝-WAB＝－3×10-7J例題：電場強度為E=3000N/C，AB的連線長度為l，正電荷的電荷量為q=1.0×10-9C，正電荷由A運動到B，設(shè)B為零電勢能點，求電荷在A點的電勢能。EpB＝0EpA＝WAB＝3×10-7J物理量規(guī)定電荷在A點的電勢能為0規(guī)定電荷在B點的電勢能為0EpA0EpA＝WAB＝3×10-7JEpBEpB＝WBA＝－3×10-7J0電勢能的變化量是絕對性ΔEp＝EpB－EpA＝－3×10-7J電荷從A到B電勢能的變化量ΔEp＝EpB－EpA＝－3×10-7JABE+設(shè)EPB=0

電荷在某點的電勢能，等于把它從該點移到零勢能位置時靜電力所做的功。零勢能參考點6、電勢能的大小1、如圖所示，正電荷q在勻強電場E中分別沿直線AB、折線AMB運動。已知AB間的距離為l，AM間的距離為d。AM方向平行于電場線，BM方向垂直于電場線。關(guān)于靜電力做功的值，下列說法正確的是（）A．電荷沿直線AB運動時，靜電力做功為qElB．電荷沿直線AB運動時，靜電力做功為qEdC．電荷沿折線AMB運動時，靜電力做功為0D．電荷沿折線AMB運動時，靜電力做功為qEl課堂練習20B2、在電場中，把一點電荷從A點移到B點，克服靜電力做功為6×10-8J，以下說法正確的是（）A．電荷在B點具有的電勢能是6×10-8JB．電荷在B點具有的電勢能是6×10-8JC．電荷的電勢能增加了6×10-8JD．電荷的電勢能減少了6×10-8J21C3、如圖所示，是以電荷＋Q為圓心的一組同心圓(虛線)，電場中有A、B、C、D四點．現(xiàn)將一帶正電荷的點電荷由A點沿不同的路徑移動到D點．沿路徑①做功為W1，沿路徑②做功為W2，沿路徑③做功為W3，則(

)A.W2<W3<W1B.W1＝W2＝W3C.W2>W3>W1D.因不知道＋q的具體數(shù)值，故無法進行判斷解析：B因為電場力做功只與電荷的初、末位置有關(guān)，而與電荷的運動路徑無關(guān)，故沿三條路徑將點電荷由A移動到D的過程中，電場力做功相等，選項B正確．4、實線為三條未知方向的電場線，從電場中的M點以相同的速度飛出a、b兩個帶電粒子，a、b的運動軌跡如圖中的虛線所示(a、b只受電場力作用)，則(

)A.a一定帶正電，b一定帶負電B.電場力對a做正功，對b做負功C.a的速度將減小，b的速度將增大D.a的加速度將減小，b的加速度將增大解析：D

由于電場線方向未知，故無法確定a、b的電性，A錯；根據(jù)a、b的運動軌跡，a受向左的電場力，b受向右的電場力，所以電場力對a、b均做正功，兩帶電粒子動能均增大，則速度均增大，B、C均錯；a向電場線稀疏處運動，電場強度減小，電場力減小，故加速度減小，b向電場線密集處運動，故加速度增大，D正確5、(多選)一帶電粒子射入一正點電荷的電場中，其運動軌跡如圖所示，粒子從A運動到B，則(

)

A.粒子帶負電B.粒子的動能一直變大C.粒子的加速度先變小后變大D.粒子在電場中的電勢能先變小后變大解析：AD根據(jù)運動軌跡可知，粒子帶負電，粒子的動能先變大后變小，粒子的加速度先變大后變小，選項A正確，B、C錯誤；粒子在電場中運動，電場力先做正功后做負功，粒子的電勢能先變小后變大，選項D正確。6、如圖所示，在勻強電場中有A、B兩點，將一電荷量為q的正電荷從A點移到B點，第一次沿直線AB移動該電荷，電場力做功為W1；第二次沿路徑ACB移動該電荷，電場力做功W2；第三次沿曲線ADB移動該電荷，電場力做功為W3，則(

)A．W1>W2>W3

B．W1<W2<W3C．W1＝W2＝W3 D．W1＝W2>W3假設(shè)A、B兩點相距為l，直線AB與電場線的夾角為θ(θ<90°)，根據(jù)功的定義可知，電場力做的功均為qElcosθ，故沿三種路徑移動該電荷，電場力做功相等，選項C正確，A、B、D錯誤。C7、(多選)一電子飛經(jīng)電場中A、B兩點，電子在A點的電勢能為4.8×10－17J，動能為3.2×10－17J，由A點到B點靜電力做功為1.6×10－17J，如果電子只受靜電力作用，則(

)A.電子在B點的動能為4.8×10－17JB.電子在B點的動能為1.6×10－17JC.電子在B點的電勢能為3.2×10－17JD.電子在B點的電勢能為6.4×10－17J電子由A點到B點靜電力做功為1.6×10－17J，即電子從A點到B點電勢能減少1.6×10－17J，則在B點的電勢能為3.2×10－17J，電子只受靜電力，則電子的電勢能和動能之和不變，在A點有E＝Ek＋Ep＝3.2×10－17J＋4.8×10－17J＝8×10－17J，在B點的動能Ek′＝E－Ep′＝8×10－17J－3.2×10－17J＝4.8×1017J，故A、C正確，B、D錯誤。AC電勢能能量觀念研究方法類比科學思維課堂小結(jié)一、靜電力做功的特點：

靜電力做的功為：W＝qE·d，其中d為沿電場線方向的位移。二、電勢能（Ep)：電荷在