1.4电场力的功电势能课件-高二上学期物理教科版

电场力的功

电势能一个正电荷在匀强电场中只受到静电力F的作用，它在电场中由A点运动到B点时，静电力做了正功WAB。由动能定理可知，该电荷的动能增加了WAB。根据能量守恒定律，动能增加就意味着有某种形式的能量在减少。E

ABF是一种什么形式的能量在减少呢？电场力做功的特点MEABθ+qF问题1：将正的检验电荷q从A沿直线移至B，求电场力的功？W=F·|AB|cosθ=q

E·|AM|思考与探究问题2：将正的检验电荷q从A沿折线移至B，求电场力的功？对AM:W1=qE·|AM|对MB:W2=0对全程:W=W1+W2=qE·|AM|MEABθ++qF问题3：将正的检验电荷q从A沿曲线移至B，求电场力的功？W=W1+W2+W3+…

=qE·|AM|W1=q

E·x1W2=qE·x2W3=qE·x3…………x1+x2+x3+…=?MөEAB+qFEAB+qF+qF+qF+qFMx1x2x3QPFΔd(对于非匀强电场也适用)这与什么力做功相似呢？重力做功结论：在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。结论WG＝mgh1－mgh2表达式:重力势能Ep＝mgh重力做的功等于重力势能的减少量重力做功的特点（A→B）知识回顾

功和能量的变化密切相关。重力做功对应着重力势能的变化，那么，静电力做功又对应着哪种形式的能量变化呢？类比推理电势能一、电势能1、电势能：电荷在电场中具有的势能（符号：EP）（由于受到电场力而具有的与位置有关的势能）2、单位：焦耳（J)；电场力做功和电势能变化关系如何？3、电势能变化：∆Ep=EpB-EpA正电荷从A点移到B点时，静电力做正功，电荷的电势能减少。正电荷从B点移到A点时，静电力做负功，即电荷克服静电力做功，电荷的电势能增加。把正电荷从A点移到B

+

把正电荷从B点移到A

-

4、电场力做功和电势能的关系（1）当WAB>0，则EpA>EpB,表明电场力做正功，电势能减小；（2）当WAB<0，则EpA<EpB,表明电场力做负功，电势能增加。WAB=EpA-EpB5、电势能的特点（1）系统性

电势能由电场和电荷共同决定，是电荷和电场组成的系统所共有，

习惯说是电荷具有电势能。（2）相对性

电势能是相对的，与零电势能面有关。（3）标量性：电势能是标量

电荷在某点的电势能的正负表示电势能的大小。通常把电荷在离场源电荷无限远处或大地表面的电势能规定为0。

例题：电场强度为E=3000N/C，AB的连线长度为l，正电荷的电荷量为q=1.0×10-9C，正电荷由A运动到B，求电场力做的功。电势能减少了3×10-7J例题：电场强度为E=3000N/C，AB的连线长度为l，正电荷的电荷量为q=1.0×10-9C，正电荷由A运动到B，设A为零电势能点，求电荷在B点的电势能。EpA＝0EpB＝-WAB＝－3×10-7J例题：电场强度为E=3000N/C，AB的连线长度为l，正电荷的电荷量为q=1.0×10-9C，正电荷由A运动到B，设B为零电势能点，求电荷在A点的电势能。EpB＝0EpA＝WAB＝3×10-7J物理量规定电荷在A点的电势能为0规定电荷在B点的电势能为0EpA0EpA＝WAB＝3×10-7JEpBEpB＝WBA＝－3×10-7J0电势能的变化量是绝对性ΔEp＝EpB－EpA＝－3×10-7J电荷从A到B电势能的变化量ΔEp＝EpB－EpA＝－3×10-7JABE+设EPB=0

电荷在某点的电势能，等于把它从该点移到零势能位置时静电力所做的功。零势能参考点6、电势能的大小1、如图所示，正电荷q在匀强电场E中分别沿直线AB、折线AMB运动。已知AB间的距离为l，AM间的距离为d。AM方向平行于电场线，BM方向垂直于电场线。关于静电力做功的值，下列说法正确的是（）A．电荷沿直线AB运动时，静电力做功为qElB．电荷沿直线AB运动时，静电力做功为qEdC．电荷沿折线AMB运动时，静电力做功为0D．电荷沿折线AMB运动时，静电力做功为qEl课堂练习20B2、在电场中，把一点电荷从A点移到B点，克服静电力做功为6×10-8J，以下说法正确的是（）A．电荷在B点具有的电势能是6×10-8JB．电荷在B点具有的电势能是6×10-8JC．电荷的电势能增加了6×10-8JD．电荷的电势能减少了6×10-8J21C3、如图所示，是以电荷＋Q为圆心的一组同心圆(虚线)，电场中有A、B、C、D四点．现将一带正电荷的点电荷由A点沿不同的路径移动到D点．沿路径①做功为W1，沿路径②做功为W2，沿路径③做功为W3，则(

)A.W2<W3<W1B.W1＝W2＝W3C.W2>W3>W1D.因不知道＋q的具体数值，故无法进行判断解析：B因为电场力做功只与电荷的初、末位置有关，而与电荷的运动路径无关，故沿三条路径将点电荷由A移动到D的过程中，电场力做功相等，选项B正确．4、实线为三条未知方向的电场线，从电场中的M点以相同的速度飞出a、b两个带电粒子，a、b的运动轨迹如图中的虚线所示(a、b只受电场力作用)，则(

)A.a一定带正电，b一定带负电B.电场力对a做正功，对b做负功C.a的速度将减小，b的速度将增大D.a的加速度将减小，b的加速度将增大解析：D

由于电场线方向未知，故无法确定a、b的电性，A错；根据a、b的运动轨迹，a受向左的电场力，b受向右的电场力，所以电场力对a、b均做正功，两带电粒子动能均增大，则速度均增大，B、C均错；a向电场线稀疏处运动，电场强度减小，电场力减小，故加速度减小，b向电场线密集处运动，故加速度增大，D正确5、(多选)一带电粒子射入一正点电荷的电场中，其运动轨迹如图所示，粒子从A运动到B，则(

)

A.粒子带负电B.粒子的动能一直变大C.粒子的加速度先变小后变大D.粒子在电场中的电势能先变小后变大解析：AD根据运动轨迹可知，粒子带负电，粒子的动能先变大后变小，粒子的加速度先变大后变小，选项A正确，B、C错误；粒子在电场中运动，电场力先做正功后做负功，粒子的电势能先变小后变大，选项D正确。6、如图所示，在匀强电场中有A、B两点，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点，第一次沿直线AB移动该电荷，电场力做功为W1；第二次沿路径ACB移动该电荷，电场力做功W2；第三次沿曲线ADB移动该电荷，电场力做功为W3，则(

)A．W1>W2>W3

B．W1<W2<W3C．W1＝W2＝W3 D．W1＝W2>W3假设A、B两点相距为l，直线AB与电场线的夹角为θ(θ<90°)，根据功的定义可知，电场力做的功均为qElcosθ，故沿三种路径移动该电荷，电场力做功相等，选项C正确，A、B、D错误。C7、(多选)一电子飞经电场中A、B两点，电子在A点的电势能为4.8×10－17J，动能为3.2×10－17J，由A点到B点静电力做功为1.6×10－17J，如果电子只受静电力作用，则(

)A.电子在B点的动能为4.8×10－17JB.电子在B点的动能为1.6×10－17JC.电子在B点的电势能为3.2×10－17JD.电子在B点的电势能为6.4×10－17J电子由A点到B点静电力做功为1.6×10－17J，即电子从A点到B点电势能减少1.6×10－17J，则在B点的电势能为3.2×10－17J，电子只受静电力，则电子的电势能和动能之和不变，在A点有E＝Ek＋Ep＝3.2×10－17J＋4.8×10－17J＝8×10－17J，在B点的动能Ek′＝E－Ep′＝8×10－17J－3.2×10－17J＝4.8×1017J，故A、C正确，B、D错误。AC电势能能量观念研究方法类比科学思维课堂小结一、静电力做功的特点：

静电力做的功为：W＝qE·d，其中d为沿电场线方向的位移。二、电势能（Ep)：电荷在