高中物理课件第2章第1节电场力做功与电势能.ppt

第2章,第1节,新知预习 巧设计,名师课堂 一点通,创新演练 大冲关,读教材填要点,要点一,要点二,随堂检测 归纳小结,课下作业 综合提升,试身手夯基础,1知道电场力做功的特点，会用W qEd求解电荷在匀强电场中移动时电 场力所做的功。 2理解电势能概念；知道电场力做功与 电势能变化之间的关系。,3了解静电现象及其在生产、生活中的 应用。,读教材填要点,一、电场力做功的特点 (1)在电场中移动电荷时，电场力做的功与 无关，只与始、末位置有关。可见电场力做功与重力做功特点相似。 (2)在匀强电场中，电场力做功为W ，其中d为电荷的始、末位置沿 线方向上的距离。,路径,qEd,电场,二、电势能 1定义 电荷在电场中某点的电势能等于把电荷从这点移到 的过程中 所做的功。 2电场力做功与电势能变化的关系 电场力对电荷做正功时，电荷的电势能就 ，电场力对电荷做负功时，电荷的电势能就 。电场力做功的过程就是 能转化为 能的过程。,选定的参考点,电场力,减少,电势,其他形式,增加,3电势能的相对性及绝对性 电势能是相对的，选择不同的零势能点，电荷在电场中同一点的电势能是 的，但电场中两点间的 却不会由于零势能点的选择不同而发生变化。,不同,电势能之差,试身手夯基础,1如图211所示，一根绝缘杆长l，两端 分别带有等量异种电荷，电荷量为Q，杆 处于纸面内时，匀强电场的方向与杆的方 向成角度60。若场强为E，使杆沿顺时 针方向转过60角时，电场力一共做了多少功？,图211,2下列说法中正确的是 () A当两个正点电荷相互靠近时，它们之间的库仑力增 大，它们的电势能减小 B当两个负点电荷相互靠近时，它们之间的库仑力增 大，它们的电势能也增大 C一个正点电荷与一个负点电荷互相靠近时，它们之 间的库仑力增大，它们的电势能也增大 D一个正点电荷与一个负点电荷互相靠近时，它们之 间的库仑力减小，它们的电势能也减小,答案：B,3a、b为电场中的两个点，如把q2108 C的负电荷从 a点移到b点，电场力对该电荷做了4107 J的正功，则该电荷的电势能如何变化？变化了多少？ 解析：在电场中，只要电场力对电荷做正功，不论电荷正负，该电荷的电势能一定减少，反之则增加，因此本题中该电荷的电势能减少，减少了4107 J。 答案：减少了4107 J,1电场力做功的特点 电场力对电荷所做的功，与电荷的初、末位置有关，与电荷经过的路径无关。 (1)在匀强电场中，电场力做功为WqEd，其中d为电荷沿电场线方向上的位移。 (2)电场力做功与重力做功相似，只要初、末位置确定了，移送电荷q做的功就是确定值。,2电场力做功正负的判断 (1)根据电场力和位移的方向夹角判断，此法常用于匀强电场中恒定电场力做功的判断。夹角为锐角做正功，夹角为钝角做负功。 (2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断，此法常用于判断曲线运动中变化电场力的做功，夹角是锐角做正功，是钝角做负功，二者垂直不做功。,名师点睛 (1)对于公式WqEd中的d一定不要理解为电场中任意两点间的距离L，应为沿电场线方向的距离。设电场线与两点间距离L的夹角为，则dLcos；若场强的方向与电荷位移s方向有夹角，则WqEscos。 (2)电荷在电场中移动时，电势能的变化只与电场力所做的功有关，与零电势能参考点的选取无关。,1.如图212所示，电荷的电荷量 为q，场强为E，AB间距为d，分别求点电 荷沿图中三条路径从A运动到B时，电场力对 它所做的功。,图212,思路点拨在匀强电场中，电场力为恒力，可根据恒力做功的公式WFscos计算功。,解析当电荷沿AB连线运动到B时，WqEd， 当电荷沿ACB运动到B时， WFLcosFLcos 90qEd， 当电荷沿ADB运动到B时， WFL1cosFL2cosqEd。 答案均为qEd,在匀强电场中求电场力的功时应用公式WqEd，其中d为两点在电场线方向的距离，特点是与路径无关。,1对电势能的理解 (1)电势能是由电场和电荷共同决定的，属于电荷和电场所共有的，我们习惯上说成电荷的电势能。 (2)电势能是标量，有正、负但没方向，电势能是正值，表示电势能大于参考点的电势能；电势能是负值，表示电势能小于参考点的电势能。 (3)电势能是相对的，其大小与选定的参考点有关。确定电荷的电势能，首先应先确定参考点，也就是零势点的位置。,(4)电势能和重力势能很类似，可作如下对比：,2判定电势能增减的方法 (1)做功判定法：无论是哪种电荷， 只要电场力做正功，电荷的电势能一定减少； 只要电场力做负功，电荷的电势能一定增加。 即电场力做功的值等于电势能的变化量，即WABEpAEpB，与其他力是否做功无关。,(2)电场线法： 正电荷顺着电场线方向移动，电势能一定减少，逆着电场线方向移动，电势能一定增加； 负电荷顺着电场线方向移动，电势能一定增加，逆着电场线方向移动，电势能一定减少。 (3)电性判定法： 同种电荷靠近时电势能增大，远离时电势能减少； 异种电荷靠近时电势能减少，远离时电势能增大。,名师点睛 在电场中的同一点，正、负电荷所具有的电势能的正、负号正好相反。,2.有一带负电的点电荷，从电场中的A点移到B点 时，克服电场力做功6104 J。从B点移到C点，电场力做功9104 J，问： (1)若以A为零势能点，B、C两点的电势能各为多少？A、C间的电势能之差为多少？ (2)若以B为零势能点，A、C两点的电势能各为多少？ A、C间的电势能之差为多少？,思路点拨,解析(1)从A点移到B点，克服电场力做功6104 J，电势能增加6104 J，由于A点的电势能为零，故B点电势能为6104 J。 从B点移到C点，电场力做功9104 J，电势能减少9104 J，故C点电势能为3104 J。 由于A为零势能点，故A、C间的电势能之差为3104 J。 (2)以B点为零势能点，电荷从A点移到B点，电势能增 加6104 J，故A点电势能为6104 J。,从B点移动到C点，电势能减少9104 J， 故C点电势能为9104 J。 A、C间的电势能之差为3104 J。 答案(1)6104 J3104 J3104 J (2)6104 J9104 J3104 J,电势能具有相对性，但电势能的差值与零势能点的选取无关，电场力做功等于电势能变化的负值。,1(对应要点一)如图213所示两个带电小 球的电荷量分别为q和q，固定在一长 度为L的绝缘细杆的两端，置于电场强度为 E的匀强电场中，杆与场强方向平行，其位置如图所示。 若此杆绕过O点垂直于杆的轴线转动180，在此转动过程 中电场力做的功为 () A0BqEL C2qEL DqEL,图213,解析：杆绕过O点垂直于杆的轴线转动180，电场力对q做的功W1qEL，电场力对q做的功W2qEL，电场力做的功WW1W22qEL，所以答案为C。 答案：C,A物体克服电场力做功qEs B物体的电势能减少了0.8qEs C物体的电势能增加了qEs D物体的动能减少了0.8qEs,解析：匀强电场中正电荷受到的电场力与电场线方向相同，因为是沿电场反方向运动，所以电场力做负功，即物体克服电场力做功，又因为运动距离为s，故克服电场力做功为qEs，选项A正确；物体克服电场力做功qEs，电势能增加qEs，选项B错误，C正确；动能的变化取决于合力所做的功，物体受到的外力为0.8qE，合外力做功为0.8qEs，故动能减少0.8qEs，选项D正确。 答案：B,（1）电场力做功的特点可以类比重力做功特点，即与路径无关，仅与初、末位置有关。 （2）电势能的变化由电场力做功唯一决定，所以在判断电势能变化时首先判断电场力做功情况。 （3）电势能具有相对性，解题时要注意选取恰当的零势能面。但电势能的变化与零势能面的选取无关。,点击下图进入课下作业 综合提升,