1、1電場力做功的特點是什么？ 2勻強電場中電場力做功怎樣求？ 3電場力做功量度什么能變化？ 4電勢能變化與重力勢能變化如何類比？ 5電場力做功與電勢能的變化有怎樣的關系？,預習思考題：,從能量的角度認識電場,授課人：朱偉波,第一節(jié) 電場力做功與電勢能,第二章 電勢能與電勢差,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與重力勢能變化的關系,(3)重力勢能是相對的,須選定零勢能參考面,功是能量轉化的量度！,重力做正功，重力勢能減少 重力做負功，重力勢能增加,復習回顧,試探電荷靜止的放入電場中,問題：1、這個電荷在電場中受到幾個力的作用？ 2

2、、將如何運動？ 3、此力做功嗎,一、靜電力做功的特點,W = F|AB| cos,= q E|AC|,1.將電荷q從A沿直線移至B:,2.將電荷q從A沿折線移至B:,對AC：,W1 = q E |AC|,對MB:,W2 = 0,對全程:,W = W1 + W2= q E|AC|,3.將電荷q從A沿曲線移至B:,W = W1 + W2 + W3 + = q E|AM|,W1 = q E x1,W2 = q E x2,W3 = q E x3, ,x1 + x2 + x3 +=?,X1,x2,所以，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。,上述結論

3、，對于非勻強電場也適用,綜上分析，在勻強電場中，沿不同路徑電場力做功,其中，d是指位移沿電場強度方向上投影的距離,情景： 一個帶正電的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）,？,究竟是什么形式的能轉化為動能的呢?,二、電勢能,1、電荷在電場中而具有的能量就叫電勢能。用Ep表示，單位是J.,2、電勢能的大小 若規(guī)定電荷在B點電勢能為0，則EpB0，EpAWAB.即電荷在電場中某點處電勢能的大小，等于把它從該點移動到零勢能位置時靜電力做的功 電荷在某點的電勢能的大小，等于電場力把它從該處移動到零勢能位置所做的功。,4對電勢能的理解 (1)系統(tǒng)性：電勢能由電場和電

4、荷共同決定，屬于電場和電荷系統(tǒng)所共有的，我們習慣說成電場中的電荷所具有的 (2)相對性：電勢能是一個相對量，其數(shù)值與零勢能點的選取有關，因此確定電荷的電勢能首先應確定參考點，也就是零勢能點的位置 (3)標量性：電勢能是標量，有正負、無方向電勢能為正值表示電勢能大于參考點的電勢能，電勢能為負值表示電勢能小于參考點的電勢能,5電勢能與重力勢能的比較,重力做功的過程，就是重力勢能改變的過程。 重力做正功，重力勢能減小； 重力做負功，重力勢能增加，且有： WAB-Ep,重力做功與重力勢能變化的關系：,類比：思考電場力做功與電勢能變化的關系,電場力做功的過程，就是電勢能改變的過程 電場力做正功，電勢能就

5、減小 電場力做負功，電勢能就增加，且有： WAB-Ep,盡管重力做功與電場力做功很相似，但還是存在很大差異存在兩種電荷,正電荷順電場線移動， 電場力做正功，電勢能減少 負電荷順電場線移動， 電場力做負功，電勢能增加 正電荷逆電場線移動， 電場力做負功，電勢能增加 負電荷逆電場線移動， 電場力做正功，電勢能減少,電勢能大小的判斷 (1)場源電荷判斷法：離正場源電荷越近，正試探電荷的電勢能越大，負試探電荷的電勢能越?。浑x負場源電荷越近，正試探電荷的電勢能越小，負試探電荷的電勢能越大 (2)電場線法：正電荷順著電場線的方向移動時電勢能逐漸減小，逆著電場線的方向移動時電勢能逐漸增大；負電荷順著電場線的

6、方向移動時電勢能逐漸增大，逆著電場線的方向移動時電勢能逐漸減小 (3)做功判斷法：無論正、負電荷，電場力做正功，電荷的電勢能減??；電場力做負功，電荷的電勢能增大,例1. 如圖,在場強 的勻強電場中,一個質子從A移動到B，AB相距L=40cm,（1）電場力做功為多少?（2）如果取B點為零勢能參考點，那么A點的電勢能為多少？（3）如果是取A點為零勢能參考點，那么B點的電勢能為多少？,A,B,+,解：,（1）電場力做功為,（2）如果取B點為零勢能參考點，那么A點的電勢能為,（3）如果取A點為零勢能參考點，那么B點的電勢能為,例3、將帶電量為610-6C的負電荷從電場中的A點移到B點，克服電場力做了3

7、10-5J的功，再從B移到C，電場力做了1.210-5J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？,解：（1）,（2）如果規(guī)定A點的電勢能為零，,2a、b為電場中的兩個點，如果把q2108 C的負電荷從a點移到b點，電場力對該電荷做了4107 J的正功，該電荷的電勢能() A增加了4107 J B增加了2108 J C減少了4107 J D減少了2108 J 【答案】C,3、如圖所示，電場中a、b、c三點，ab=bc,

8、則把點電荷+q從a點經(jīng)b點移到c點的過程中，電場力做功的大小關系有（ ） A.WabWbc B.Wab=Wbc C.WabWbc D.無法比較,【答案】 C,4、 如圖所示，實線是一個電場中的電場線，虛線是一個負檢驗電荷在這個電場中的軌跡若電荷是從a處運動到b處，則下列判斷正確的是() A電荷從a處到b處加速度減小 Bb處電勢能大 Ca處電勢能大 D電荷在b處速度小,【答案】BD,小結,2、電荷在某點的電勢能，等于靜電力把它從 該點移動到零勢能位置時所做的功 3、電勢能是相對的，須建立零勢能參考面。 電勢能有正負之分，負值表示比零還要小,一、靜電力做功的特點： 與路徑無關，只與起點和終點的位置

9、有關 二、電勢能：電荷在電場中具有的能量（勢能） 1、靜電力做的功等于電勢能的減少量：,靜電力做正功，電勢能減少 靜電力做負功，電勢能增加,1、一帶電油滴在勻強電場E中的運動軌道如右圖中虛線所示，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,課堂練習,C,2一個點電荷從電場中的a點移到b點，其電勢能變小，則( ) Aa、b兩點的場強一定相等 B該點電荷一定做正功 C該點電荷一定沿電場線方向運動 D作用于該點電荷的電場力與移動方向總是保持垂直,B,3.等量異種點電荷的連線和其中垂

10、線如右圖所示，現(xiàn)將一個帶負電的檢驗電荷先從圖中a點沿直線移到b點，再從b點沿直線移到c點，則檢驗電荷在此全過程中() A所受電場力的方向將發(fā)生改變 B所受電場力的大小恒定 C電勢能一直減小 D電勢能先不變后減小,D,4.在場強為4105 V/m的勻強電場中，一質子從A點移動到B點，如圖所示，已知A、B兩點間距離為20 cm，AB連線與電場線成30夾角，求電場力做的功以及質子電勢能的變化量,【答案】1.11014J1.11014J,5(2009年廣東卷)如右圖所示，在一個粗糙水平面上，彼此靠近地放置兩個帶同種電荷的小物塊由靜止釋放后，兩個物塊向相反方向運動，并最終停止在物塊的運動過程中，下列表述

11、正確的是() A兩個物塊的電勢能逐漸減少 B物塊受到的庫侖力不做功 C兩個物塊的機械能守恒 D物塊受到的摩擦力始終小于其受到的庫侖力,【解析】由靜止釋放后，兩帶電小物塊帶同種電荷，所以庫侖力對它們均做正功，故電勢能都減小，A正確、B錯誤；兩小物塊運動過程中，因摩擦力和電場力分別做功，發(fā)生機械能和其他能量的相互轉化，故機械能不守恒，C錯；因最終停止，故D錯 【答案】A,7.(2010福州高二檢測)如圖所示， 空間有一水平方向的勻強電場，初 速度為v0的帶電粒子從A點射入電場， 在豎直平面內沿直線從A運動到B， 在此過程中粒子的（ ） A動能和電勢能都減少，重力勢能增加 B動能和重力勢能都增加，電

12、勢能減少 C動能減少，重力勢能和電勢能都增加 D動能不變，重力勢能增加，電勢能減少,【解析】選C.因帶電微粒做直線運動， 故合外力方向與速度方向在同一直線 上，微粒受力分析如圖所示，合外力 方向與v0反向，做負功，故微粒動能 減少.同時，我們知道重力和電場力均 做負功，重力勢能增加，電勢能增加. 故C正確,A、B、D錯誤.,8一個帶電小球從空中的a點運動到b點的過程中，重力做功3 J，電場力做功1 J，克服空氣阻力做功0.5 J，則小球() A在a點的重力勢能比在b點大3 J B在a點的電勢能比在b點小1 J C在a點的動能比在b點小3.5 J Da點的機械能比b點機械能少0.5 J,【解析】

13、重力做正功，重力勢能減少，減少量等于重力做功的多少，A對；同理，電場力做正功，電勢能減少，減少量等于電場力做功的多少，B錯；動能的變化等于合力做功，合力做正功，動能增大，C對；機械能的變化等于除重力外其他力做功的和，D錯 【答案】AC,9.(2010蘇州高二檢測)一質量為m的帶電小球，在豎直方向的勻強電場中以水平速度拋出，小球的加速度大小為2g/3，阻力不計，小球在下落h的過程中（ ） A.小球的動能增加mgh/3 B.小球的電勢能增加mgh/3 C.小球的重力勢能減少2mgh/3 D.小球的機械能減少2mgh/3,【解析】選B.小球在下落h的過程中，重力做正功W=mgh,小球的重力勢能減少m

14、gh，C錯誤；由動能定理得小球的動能增加量等于合外力做的功2mgh/3，A錯誤；由牛頓第二定律mg-F=ma,可得小球受到的電場力F=mg/3，且電場力做負功，電勢能增加mgh/3，B正確；小球的重力勢能減少mgh，而小球的動能增加2mgh/3，故小球的機械能減少mgh/3，D錯誤.,10.如圖，光滑絕緣半圓環(huán)軌道放在豎直向下的勻強電場中，場強為E.在與環(huán)心等高處放有一質量為m、帶電q的小球，由靜止開始沿軌道運動，下列說法正確的是() A小球在運動過程中機械能守恒 B小球經(jīng)過環(huán)的最低點時速度最大 C小球電勢能增加EqR D小球由靜止釋放到達最低點，動能的增加量等于mgR,【解析】小球在運動過程中除重力做功外，還有電場力做功，所以機械能不守恒，A錯；小球運動到最低點的過程中，重力與電場力均做正功，重力勢能減少m