電場(chǎng)力做功常用計(jì)算方法

1、色場(chǎng)力做功常用計(jì)算方法時(shí)間：2021.03.06創(chuàng)作：歐陽道色場(chǎng)力做功的計(jì)算是將電、力以及能量 等相關(guān)知識(shí)點(diǎn)綜合柱一起.來考查的，因此 征嵩考中常常出現(xiàn)。同時(shí)由于涉及到的知 識(shí)A比較多，希常令我們感覺有些難度， 見了就害怕。其賣對(duì)于這類題目雖然計(jì)算 方法很多，但只要我們進(jìn)行歸納總結(jié)，找 出這些方法的基本思路和共同點(diǎn)，解題時(shí) 就有了頭緒。知道如何著手鮮題，做起.來 就彖易多了。解決色場(chǎng)力做功的問題我們必、須認(rèn)枳到 這是涉及“色場(chǎng)”、“力”、“功”三個(gè) 方面的問題，因此這類題目我們就可以依 擔(dān)這三個(gè)方面的特點(diǎn)來解題。下面我們就 才艮據(jù)這些特點(diǎn)總結(jié)出常用的幾種計(jì)算亀場(chǎng) 力做功的方法。方出及特A很據(jù)功

2、與力的關(guān)糸和功與能的關(guān)糸，可 以將功的計(jì)算轉(zhuǎn)化為對(duì)力或能量的計(jì)算。 征知道削場(chǎng)的主要參數(shù)后電場(chǎng)力和色勢(shì)能 都很彖易計(jì)算出來，因此問題就能夠鮮 決。下面我們來看看具體的方比和它們的 特A:1、利用功的定義計(jì)算：W = FScos&由于 力F是色場(chǎng)力，因此可以用F = qE計(jì) 算，玫有W = qEScos&。柱中學(xué)階段由 于數(shù)學(xué)限制，式中F必須為恒力， 艮卩E不麥才可以計(jì)算，故該方法僅 柱勻強(qiáng)色場(chǎng)中適用。2、利用公式WAB = qUAB計(jì)算。電荷q從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，色勢(shì)為麥化Uab， 則電場(chǎng)力做功可以用上式求解。對(duì) 于勻強(qiáng)色場(chǎng)還可使用W = qEdo3、根據(jù)“功是能量改麥的量度”使用 公式W =

3、_M計(jì)算，其意義為電場(chǎng)力 做功等于電勢(shì)能的減小量，在一直 削荷色勢(shì)能時(shí)使用這種方出較為簡(jiǎn) 便。4、利用勁能走理進(jìn)行計(jì)算。知道電荷 動(dòng)能的改變量，減去除電場(chǎng)力之外 的力所做的功即可得到。這種方法 亦知道耘子亦色場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí) 使用較好。依據(jù)題目的特點(diǎn)選取適當(dāng)?shù)姆椒ń忸}，問題就很彖易鮮決，下面我們來看看解題的思路。經(jīng)典體繪(1)如圖，地面上方有勻強(qiáng)削場(chǎng)， 取場(chǎng)中一點(diǎn)o為圖心在豎直面 內(nèi)作半徑為R=0.1m的圓，圓平面與電場(chǎng)方向平行。亦O A 固走色量Q=5X104C的負(fù)點(diǎn) 電持，將質(zhì)量為m=3g,電量 為q=2X 10-,0C的帶電小球放 柱圓周上的a點(diǎn)時(shí)，它恰好骼 止。若讓帶電小球從a點(diǎn)緩慢移

4、至圓周最嵩點(diǎn)b時(shí)，外力需作多*功？體臉忌珞：要求外力做功，由于在整個(gè)過程中外力未知，玫不能使用功的定義來計(jì)算外力做 功。由于從a是緩慢的移到 b,玫可以認(rèn)為到b點(diǎn)時(shí)速度 為零,若使用動(dòng)能走理就是 始未速度為零，即外力、電 場(chǎng)力以及重力所做總功為 疼。因此我們只需計(jì)算出電 場(chǎng)力做功和重力做功即可。重力做功直接使用公式 W=mgh即可。而電場(chǎng)力做 功的計(jì)算則有一走困難，電 場(chǎng)力包括勻強(qiáng)亀場(chǎng)產(chǎn)生的電 場(chǎng)力和O點(diǎn)固走電荷對(duì)帶電 小球的作用力兩部分。但仔 細(xì)觀案發(fā)現(xiàn)由于a、b均柱點(diǎn) 色荷Q的電場(chǎng)的等勢(shì)線上， 即對(duì)Q產(chǎn)生的電場(chǎng)來說，uab = 0 ,即Q點(diǎn)色荷對(duì)帶電 小球不做功。外加勻強(qiáng)色場(chǎng) 的方向未知，

5、我們可以利用 在a點(diǎn)小球恰好掙止這一條 件來計(jì)算外加勻強(qiáng)色場(chǎng)對(duì)帶 色小球的作用力，然后再計(jì) 算其柱整個(gè)過程中做功大體殮述程：小球往a點(diǎn)受勻強(qiáng)電場(chǎng)作用力qE、A電持Q作用力F以及重力mg作用而平衡，受力狀態(tài)如圖。由受力平衡應(yīng)有：F對(duì)帶色小球不做功，qE對(duì) 小球做功可以將其分鮮為豎直方 向和水平方向進(jìn)行求鮮，使用動(dòng)能定理，因此有利用上面三式整理有w,h=k,代入數(shù)據(jù)得W外=9x10-3j。 R經(jīng)典體缺(2)帶電量分別為+q和q的小球，固定點(diǎn)長(zhǎng)度為1的絕緣細(xì)桿的兩端，置于電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)色場(chǎng)中，桿與場(chǎng)強(qiáng)方向平行，如圖所示。若細(xì)桿繞中A O垂直于桿的方向炎轉(zhuǎn)180度，則轉(zhuǎn)動(dòng)過程中色場(chǎng)力做功為多少？體

6、檢J&珞：此題僅告訴我們 色持和電場(chǎng)強(qiáng)度，沒有告訴我們其它關(guān)于能量方面的信息，玫只能從做功的基本文義出發(fā)來解 決問題。使用公式W = qEScos(9求解此 題，但由 于S和8 -直往麥，不好鮮 題。但我們可以通過Wab =qUAB知道由于轉(zhuǎn)動(dòng)前后 色勢(shì)麥化一定，孜不管如何 轉(zhuǎn)動(dòng)，電場(chǎng)力所做總功是不 變的。因此可以直接看作是 兩個(gè)點(diǎn)電荷沿桿運(yùn)動(dòng)到相應(yīng) 住置，這樣上面的S和&就 彖易求了。體臉it程：電場(chǎng)力對(duì)兩個(gè)電荷均做正功，玫有 W = Fl + H = qEl + qEl = 2qEl。小結(jié)：對(duì)于電場(chǎng)中的功能問題，除了多出一項(xiàng)電場(chǎng)力的功來，其 余與力學(xué)中的功能問題沒有任何區(qū)別。同時(shí)結(jié)合電場(chǎng)力

7、的特點(diǎn)，適.當(dāng)?shù)氖褂靡恍┘记蓵?huì)使得鮮題大為方便。提示：上面介紹的方法都很彖易拿握，下面給出幾個(gè)賣踐題，看看大家能不能孰練的選擇使用這些方法來鮮題。賓戌題(1)石L場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一質(zhì)量為m帶色量為+q的楊體以崟一初速度沿 電場(chǎng)反方向做勻減速直線 運(yùn)，其加速度大小為出或， m楊體運(yùn)動(dòng)S距離時(shí)速度變?yōu)榱?，則()(A)揚(yáng)體充服色場(chǎng)力做功qEs揚(yáng)體的電勢(shì)能減少了0.8qEs楊體的電勢(shì)能增加了 qEs(D)煬體的動(dòng)能減少了 0.8qEs柱電場(chǎng)中有人、B兩 點(diǎn)，它們的色勢(shì)分別為 (px = -100v , 0b=+2OOv o 把 q = -2.0 xl0-7C的點(diǎn)電持從/4 A 移動(dòng)到B A o是

8、電場(chǎng)力做 功，還是克服電場(chǎng)力做功？ 做了多少功？半徑為R的絕緣光 滑圖環(huán)軌道固定柱豎直平面 內(nèi)，圓環(huán)軌道內(nèi)有一質(zhì)量為 m帶正電的小球,空間存往水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)。小球 所受費(fèi)電力大小為其重力的 3/4,將珠子從環(huán)上最低點(diǎn)A 點(diǎn)洛止粹放，則小球能荻得 的最大動(dòng)能為多少？CBoO如圖，同一電場(chǎng) 線上有A、B、C三點(diǎn)， 三點(diǎn)電勢(shì)分別為pA =5v、 % = - 2v、 0 ,收電 場(chǎng)力做功。賣戌3指氏遠(yuǎn)津當(dāng)小球從A點(diǎn)釋放后，往電場(chǎng) 力作用下向右運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做 正功。同時(shí)由于是沿環(huán)運(yùn)動(dòng)， 其需度增加，重力做負(fù)功。當(dāng) 運(yùn)動(dòng)到與豎直方向有一偏角 時(shí)，達(dá)到最大速度，隨后又減 小。由于重力和削場(chǎng)力恒定， 玫可以將兩者求出合力，多作 等效重力，求出等效重力場(chǎng)的 最低點(diǎn)即是動(dòng)能最大點(diǎn)，然后 用機(jī)械能守恒文律可以得出最 大動(dòng)能。也可以直接設(shè)出小球 與球心的連線與豎直方向夾角0 ,分別求出重力和電場(chǎng)力做功隨0的變化關(guān)糸，運(yùn)用動(dòng)能 文理可以求出Ek與B的關(guān)糸， 利用數(shù)學(xué)知識(shí)求出最大值即可 解決問題。賣戌略解mgR/4o賣戒4賣戒遠(yuǎn)津由于己知削持和削勢(shì)，可以直 接 = q0求出各