高中物理课件 第2章第1节电场力做功与电势能.ppt

第第2 2章章第第1 1节节新知预习新知预习巧设计巧设计名师课堂名师课堂一点通一点通创新演练创新演练大冲关大冲关读教材读教材填要点填要点要点一要点一要点二要点二随堂检测随堂检测 归纳小结归纳小结课下作业课下作业 综合提升综合提升试身手试身手夯基础夯基础返回返回返回1知道知道电场电场力做功的特点，会用力做功的特点，会用W qEd求解求解电电荷在匀荷在匀强强电场电场中移中移动时电动时电 场场力所做的功。力所做的功。2理解理解电势电势能概念；知道能概念；知道电场电场力做功与力做功与 电势电势能能变变化之化之间间的关系。的关系。返回3了解静了解静电现电现象及其在生象及其在生产产、生活中的、生活中的 应应用。用。返回返回读读教材教材填要点填要点 一、一、电场电场力做功的特点力做功的特点 (1)在在电场电场中移中移动电动电荷荷时时，电场电场力做的功与力做的功与 无无关，只与始、末位置有关。可关，只与始、末位置有关。可见电场见电场力做功与重力做力做功与重力做功特点相似。功特点相似。(2)在匀在匀强强电场电场中，中，电场电场力做功力做功为为W ，其，其中中d为电为电荷的始、末位置沿荷的始、末位置沿 线线方向上的距离。方向上的距离。路径路径qEd电场电场返回 二、二、电势电势能能 1定定义义 电电荷在荷在电场电场中某点的中某点的电势电势能等于把能等于把电电荷从荷从这这点移到点移到 的的过过程中程中 所做的功。所做的功。2电场电场力做功与力做功与电势电势能能变变化的关系化的关系 电场电场力力对电对电荷做正功荷做正功时时，电电荷的荷的电势电势能就能就 ，电电场场力力对电对电荷做荷做负负功功时时，电电荷的荷的电势电势能就能就 。电场电场力做力做功的功的过过程就是程就是 能能转转化化为为 能的能的过过程。程。选选定的参考点定的参考点电场电场力力减少减少电势电势其他形式其他形式增加增加返回 3电势电势能的相能的相对对性及性及绝对绝对性性 电势电势能是相能是相对对的，的，选择选择不同的零不同的零势势能点，能点，电电荷荷在在电场电场中同一点的中同一点的电势电势能是能是 的，但的，但电场电场中两点中两点间间的的 却不会由于零却不会由于零势势能点的能点的选择选择不同而不同而发发生生变变化。化。不同不同电势电势能之差能之差返回试试身手身手夯基夯基础础1如如图图211所示，一根所示，一根绝缘绝缘杆杆长长l，两端，两端 分分别带别带有等量异种有等量异种电电荷，荷，电电荷量荷量为为Q，杆，杆 处处于于纸纸面内面内时时，匀，匀强强电场电场的方向与杆的方的方向与杆的方 向成角度向成角度60。若。若场场强强为为E，使杆沿，使杆沿顺时顺时 针针方向方向转过转过60角角时时，电场电场力一共做了多少功？力一共做了多少功？图图211返回返回2下列下列说说法中正确的是法中正确的是 ()A当两个正点当两个正点电电荷相互靠近荷相互靠近时时，它，它们们之之间间的的库仑库仑力增力增 大，它大，它们们的的电势电势能减小能减小B当两个当两个负负点点电电荷相互靠近荷相互靠近时时，它，它们们之之间间的的库仑库仑力增力增 大，它大，它们们的的电势电势能也增大能也增大C一个正点一个正点电电荷与一个荷与一个负负点点电电荷互相靠近荷互相靠近时时，它，它们们之之 间间的的库仑库仑力增大，它力增大，它们们的的电势电势能也增大能也增大D一个正点一个正点电电荷与一个荷与一个负负点点电电荷互相靠近荷互相靠近时时，它，它们们之之 间间的的库仑库仑力减小，它力减小，它们们的的电势电势能也减小能也减小返回答案：答案：B返回3a、b为电场为电场中的两个点，如把中的两个点，如把q2108 C的的负电负电荷从荷从a点移到点移到b点，点，电场电场力力对该电对该电荷做了荷做了4107 J的正功，的正功，则该则该电电荷的荷的电势电势能如何能如何变变化？化？变变化了多少？化了多少？解析：解析：在在电场电场中，只要中，只要电场电场力力对电对电荷做正功，不荷做正功，不论电论电荷正荷正负负，该电该电荷的荷的电势电势能一定减少，反之能一定减少，反之则则增加，因此本增加，因此本题题中中该电该电荷的荷的电势电势能减少，减少了能减少，减少了4107 J。答案：答案：减少了减少了4107 J返回返回返回1电场电场力做功的特点力做功的特点 电场电场力力对电对电荷所做的功，与荷所做的功，与电电荷的初、末位置有关，荷的初、末位置有关，与与电电荷荷经过经过的路径无关。的路径无关。(1)在匀在匀强强电场电场中，中，电场电场力做功力做功为为WqEd，其中，其中d为电为电荷沿荷沿电场线电场线方向上的位移。方向上的位移。(2)电场电场力做功与重力做功相似，只要初、末位置确定力做功与重力做功相似，只要初、末位置确定了，移送了，移送电电荷荷q做的功就是确定做的功就是确定值值。返回 2电场电场力做功正力做功正负负的判断的判断 (1)根据根据电场电场力和位移的方向力和位移的方向夹夹角判断，此法常用角判断，此法常用于匀于匀强强电场电场中恒定中恒定电场电场力做功的判断。力做功的判断。夹夹角角为锐为锐角做正角做正功，功，夹夹角角为钝为钝角做角做负负功。功。(2)根据根据电场电场力和瞬力和瞬时时速度方向的速度方向的夹夹角判断，此法常角判断，此法常用于判断曲用于判断曲线线运运动动中中变变化化电场电场力的做功，力的做功，夹夹角是角是锐锐角做角做正功，是正功，是钝钝角做角做负负功，二者垂直不做功。功，二者垂直不做功。返回 名名师师点睛点睛 (1)对对于公式于公式WqEd中的中的d一定不要理解一定不要理解为电场为电场中任意中任意两点两点间间的距离的距离L，应为应为沿沿电场线电场线方向的距离。方向的距离。设电场线设电场线与两与两点点间间距离距离L的的夹夹角角为为，则则dLcos；若；若场场强强的方向与的方向与电电荷荷位移位移s方向有方向有夹夹角角，则则WqEscos。(2)电电荷在荷在电场电场中移中移动时动时，电势电势能的能的变变化只与化只与电场电场力所力所做的功有关，与零做的功有关，与零电势电势能参考点的能参考点的选选取无关。取无关。返回 1.如如图图212所示，所示，电电荷的荷的电电荷量荷量为为q，场场强强为为E，AB间间距距为为d，分，分别别求点求点电电荷沿荷沿图图中三条路径从中三条路径从A运运动动到到B时时，电场电场力力对对它所做的功。它所做的功。图图212 思路点思路点拨拨在匀在匀强强电场电场中，中，电场电场力力为为恒力，可根恒力，可根据恒力做功的公式据恒力做功的公式WFscos计计算功。算功。返回解析解析当当电电荷沿荷沿AB连线连线运运动动到到B时时，WqEd，当当电电荷沿荷沿ACB运运动动到到B时时，WFLcosFLcos 90qEd，当当电电荷沿荷沿ADB运运动动到到B时时，WFL1cosFL2cosqEd。答案答案均均为为qEd返回 在匀在匀强强电场电场中求中求电场电场力的功力的功时应时应用公式用公式WqEd，其中其中d为为两点在两点在电场线电场线方向的距离，特点是与路径无关。方向的距离，特点是与路径无关。返回返回 1对电势对电势能的理解能的理解 (1)电势电势能是由能是由电场电场和和电电荷共同决定的，属于荷共同决定的，属于电电荷和荷和电电场场所共有的，我所共有的，我们习惯们习惯上上说说成成电电荷的荷的电势电势能。能。(2)电势电势能是能是标标量，有正、量，有正、负负但没方向，但没方向，电势电势能是正能是正值值，表示表示电势电势能大于参考点的能大于参考点的电势电势能；能；电势电势能是能是负值负值，表示，表示电电势势能小于参考点的能小于参考点的电势电势能。能。(3)电势电势能是相能是相对对的，其大小与的，其大小与选选定的参考点有关。确定的参考点有关。确定定电电荷的荷的电势电势能，首先能，首先应应先确定参考点，也就是零先确定参考点，也就是零势势点的点的位置。位置。返回(4)电势电势能和重力能和重力势势能很能很类类似，可作如下似，可作如下对对比：比：电势电势能能重力重力势势能能电场电场中的中的电电荷具有荷具有势势能能电势电势能能重力重力场场中的物体具有中的物体具有势势能能重力重力势势能能电电场场中中同同一一位位置置上上不不同同电电量量电电荷的荷的电势电势能不同能不同重重力力场场中中同同一一位位置置上上不不同同质质量量物体的重力物体的重力势势能不同能不同返回电势电势能能重力重力势势能能在在电电场场力力作作用用下下移移动动电电荷荷，即即电电场场力力做做正正功功时时，电电势势能减少能减少外外力力克克服服电电场场力力作作用用移移动动电电荷荷，即即电电场场力力做做负负功功时时，电势电势能增加能增加在在重重力力作作用用下下移移动动物物体体，即即重重力力做正功做正功时时，重力，重力势势能减少能减少外外力力克克服服重重力力作作用用移移动动物物体体，即即重力做重力做负负功功时时，重力，重力势势能增加能增加返回 2判定判定电势电势能增减的方法能增减的方法 (1)做功判定法：无做功判定法：无论论是哪种是哪种电电荷，荷，只要只要电场电场力做正功，力做正功，电电荷的荷的电势电势能一定减少；能一定减少；只要只要电场电场力做力做负负功，功，电电荷的荷的电势电势能一定增加。能一定增加。即即电场电场力做功的力做功的值值等于等于电势电势能的能的变变化量，即化量，即WABEpAEpB，与其他力是否做功无关。，与其他力是否做功无关。返回 (2)电场线电场线法：法：正正电电荷荷顺顺着着电场线电场线方向移方向移动动，电势电势能一定减少，逆能一定减少，逆着着电场线电场线方向移方向移动动，电势电势能一定增加；能一定增加；负电负电荷荷顺顺着着电场线电场线方向移方向移动动，电势电势能一定增加，逆能一定增加，逆着着电场线电场线方向移方向移动动，电势电势能一定减少。能一定减少。(3)电电性判定法：性判定法：同种同种电电荷靠近荷靠近时电势时电势能增大，能增大，远远离离时电势时电势能减少；能减少；异种异种电电荷靠近荷靠近时电势时电势能减少，能减少，远远离离时电势时电势能增大。能增大。返回 名名师师点睛点睛 在在电场电场中的同一点，正、中的同一点，正、负电负电荷所具有的荷所具有的电势电势能的正、能的正、负负号正好相反。号正好相反。返回 2.有一有一带负电带负电的点的点电电荷，从荷，从电场电场中的中的A点移到点移到B点点时时，克服，克服电场电场力做功力做功6104 J。从。从B点移到点移到C点，点，电场电场力做力做功功9104 J，问问：(1)若以若以A为为零零势势能点，能点，B、C两点的两点的电势电势能各能各为为多少？多少？A、C间间的的电势电势能之差能之差为为多少？多少？(2)若以若以B为为零零势势能点，能点，A、C两点的两点的电势电势能各能各为为多少？多少？A、C间间的的电势电势能之差能之差为为多少？多少？返回思路点思路点拨拨返回 解析解析(1)从从A点移到点移到B点，克服点，克服电场电场力做功力做功6104 J，电电势势能增加能增加6104 J，由于，由于A点的点的电势电势能能为为零，故零，故B点点电势电势能能为为6104 J。从从B点移到点移到C点，点，电场电场力做功力做功9104 J，电势电势能减少能减少9104 J，故，故C点点电势电势能能为为3104 J。由于由于A为为零零势势能点，故能点，故A、C间间的的电势电势能之差能之差为为3104 J。(2)以以B点点为为零零势势能点，能点，电电荷从荷从A点移到点移到B点，点，电势电势能增能增 加加6104 J，故，故A点点电势电势能能为为6104 J。返回 从从B点移点移动动到到C点，点，电势电势能减少能减少9104 J，故故C点点电势电势能能为为9104 J。A、C间间的的电势电势能之差能之差为为3104 J。答案答案(1)6104 J3104 J3104 J(2)6104 J9104 J3104 J返回 电势能具有相对性，但电势能的差值与零势能点电势能具有相对性，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。的选取无关，电场力做功等于电势能变化的负值。返回返回返回1(对应对应要点一要点一)如如图图213所示两个所示两个带电带电小小 球的球的电电荷量分荷量分别为别为q和和q，固定在一，固定在一长长 度度为为L的的绝缘细绝缘细杆的两端，置于杆的两端，置于电场电场强强度度为为 E的匀的匀强强电场电场中，杆与中，杆与场场强强方向平行，其位置如方向平行，其位置如图图所示。所示。若此杆若此杆绕过绕过O点垂直于杆的点垂直于杆的轴线转动轴线转动180，在此，在此转动过转动过程程 中中电场电场力做的功力做的功为为 ()A0BqEL C2qEL DqEL图图213返回解析：解析：杆杆绕过绕过O点垂直于杆的点垂直于杆的轴线转动轴线转动180，电场电场力力对对q做的功做的功W1qEL，电场电场力力对对q做的功做的功W2qEL，电场电场力做的功力做的功WW1W22qEL，所以答案，所以答案为为C。答案：答案：C返回A物体克服物体克服电场电场力做功力做功qEsB物体的物体的电势电势能减少了能减少了0.8qEsC物体的物体的电势电势能增加了能增加了qEsD物体的物体的动动能减少了能减少了0.8qEs返回解析：解析：匀匀强强电场电场中正中正电电荷受到的荷受到的电场电场力与力与电场线电场线方向相同，方向相同，因因为为是沿是沿电场电场反方向运反方向运动动，所以，所以电场电场力做力做负负功，即物体克服功，即物体克服电场电场力做功，又因力做功，又因为为运运动动距离距离为为s，故克服，故克服电场电场力做功力做功为为qEs，选项选项A正确；物体克服正确；物体克服电场电场力做功力做功qEs，电势电势能增加能增加qEs，选项选项B错误错误，C正确；正确；动动能的能的变变化取决于合力所做的功，物体化取决于合力所做的功，物体受到的外力受到的外力为为0.8qE，合外力做功，合外力做功为为0.8qEs，故，故动动能减少能减少0.8qEs，选项选项D正确。正确。答案：答案：B返回返回 （1）电场电场力做功的特点可以力做功的特点可以类类比重力做功特点，即比重力做功特点，即与路径无关，与路径无关，仅仅与初、末位置有关。与初、末位置有关。（2）电势电势能的能的变变化由化由电场电场力做功唯一决定，所以在力做功唯一决定，所以在判断判断电势电势能能变变化化时时首先判断首先判断电场电场力做功情况。力做功情况。（3）电势电势能具有相能具有相对对性，解性，解题时题时要注意要注意选选取恰当的取恰当的零零势势能面。但能面。但电势电势能的能的变变化与零化与零势势能面的能面的选选取无关。取无关。返回点击下图进入课下作业 综合提升