電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能 省賽獲獎(jiǎng)

電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能第一節(jié)從能量的角度認(rèn)識(shí)電場(chǎng)第二章電勢(shì)能與電勢(shì)差復(fù)習(xí)回顧1、功的計(jì)算：2、重力做功的特點(diǎn)：(1)與路徑無(wú)關(guān),由初末位置的高度差來(lái)決定.(2)重力做功WG=mgh或WG=－mgh(4)重力勢(shì)能是相對(duì)的,須選定零勢(shì)能參考面功能關(guān)系：功是能量轉(zhuǎn)化的量度！重力做正功，重力勢(shì)能減少重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加(3)重力做功WG與重力勢(shì)能Ep變化的關(guān)系W=Fscosα一、電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)

在勻強(qiáng)電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)，靜電力做的功與電荷經(jīng)過的路徑無(wú)關(guān),只與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)。這個(gè)結(jié)論對(duì)于非勻強(qiáng)電場(chǎng)也適用！B+MAF?q+WAB=F·SABcosθ=qE·SAM=qEd

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

請(qǐng)錄記§2.1電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能思考：做功的過程是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化的過程，那么電場(chǎng)力做功的過程是什么能轉(zhuǎn)化成什么能呢？知識(shí)遷移遷移：我們根據(jù)重力做功與路徑無(wú)關(guān)的特點(diǎn)，引入了由其決定的能量——重力勢(shì)能的概念。類似的，為了研究的方便，我們利用電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)的特點(diǎn)，引入一種由電場(chǎng)力做功決定的能量——電勢(shì)能的概念。探究?jī)?nèi)容：書P27~28內(nèi)容自主探究探究問題：（1）什么是電勢(shì)能？電勢(shì)能的值如何確定？（2）電勢(shì)能的變化與電場(chǎng)力做功是什么關(guān)系？電勢(shì)能概念：電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于把電荷從這點(diǎn)移動(dòng)到選定的參考點(diǎn)的過程中電場(chǎng)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(dāng)取B點(diǎn)為參考點(diǎn)時(shí)，試探電荷q在A點(diǎn)的電勢(shì)能是多少？解析：W電=qEd=4×10－7JEqFAB+·∴

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

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

重力場(chǎng)中，重力：地球和物體之間存在的吸引力電場(chǎng)中，電場(chǎng)力：電荷之間的作用力有重力就有重力勢(shì)能Ep=mgh有電場(chǎng)力就有相應(yīng)的能，叫電勢(shì)能EPEp由物體和地面間的相對(duì)位置決定EP由電荷在電場(chǎng)中的相對(duì)位置決定電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能就減少電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能就增加電場(chǎng)力作功，電勢(shì)能改變重力做功，重力勢(shì)能改變重力做正功，重力勢(shì)能就減少重力做負(fù)功，重力勢(shì)能就增加W重=EP1－EP2W電=EPA－EPB課堂訓(xùn)練1、如圖,在場(chǎng)強(qiáng)E=103N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,點(diǎn)電荷q=+1C從A移動(dòng)到B,AB相距L=1m,電場(chǎng)力做功為多少?電勢(shì)能如何變化?電荷在A點(diǎn)具有的電勢(shì)能多大？電場(chǎng)力做功WAB=qEL=1×103J

電勢(shì)能減少了1×103J選取B點(diǎn)為零電勢(shì)能點(diǎn)，則電荷在A點(diǎn)具有的電勢(shì)能是1×103J解析：

課堂訓(xùn)練2、將帶電量為6×10－6C的負(fù)電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到B點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做了3×10－5J的功，再?gòu)腂移到C，電場(chǎng)力做了1.2×10－5J的功，則（1）電荷從A移到B，再?gòu)腂移到C的過程中電勢(shì)能共改變了多少？（2）如果規(guī)定A點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則該電荷在B點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢(shì)能分別為多少？（3）如果規(guī)定B點(diǎn)的電勢(shì)能為零，則該電荷在A點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢(shì)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(fù)電荷僅受電場(chǎng)力的作用，從電場(chǎng)中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，在此過程中該電荷做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則A、B兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度EA、EB及該電荷在A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能EPA、EPB之間的關(guān)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(qiáng)電場(chǎng)E中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中的虛線所示，電場(chǎng)方向豎直向下。若不計(jì)空氣阻力，則此帶電油滴從a運(yùn)動(dòng)到b的過程中，能量變化情況為（

）A.動(dòng)能減小

B.電勢(shì)能增加C.動(dòng)能和電勢(shì)能之和減小D.重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和增加C5、如圖所示，光滑絕緣細(xì)桿豎直放置，細(xì)桿右側(cè)距桿0.3m處有一固定的點(diǎn)電荷Q，A、B是細(xì)桿上的兩點(diǎn)，點(diǎn)A與Q、點(diǎn)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(xì)桿上滑下，通過A點(diǎn)時(shí)加速度為零，速度為3m/s，取g=10m/s2，求小球下落到B點(diǎn)時(shí)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(diǎn)：與路徑無(wú)關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)二、電勢(shì)能：電荷在