电场力做功与电势能(修改稿).ppt

从能量的角度认识电场从能量的角度认识电场高二物理组1 1、功的计算：、功的计算：2 2、重力做功的特点：、重力做功的特点：与路径无关与路径无关,由初末位置的高度差来决定由初末位置的高度差来决定.3 3、重力做功、重力做功WWG G与重力势能变化的关系与重力势能变化的关系4 4、重力势能是相对的、重力势能是相对的,须选定零势能参考面须选定零势能参考面功是能量转化的量度！功是能量转化的量度！重力做重力做正功正功，重力势能重力势能减少减少重力做重力做负功负功，重力势能重力势能增加增加复习回顾复习回顾B+CAFq q+在匀强电场中，把在匀强电场中，把正电荷沿不同路径正电荷沿不同路径从从A A点移到点移到B B，求，求电场力做功？电场力做功？一、电场力做功的特点一、电场力做功的特点（1）q沿直线从A到B；（2）q沿折线从A到C、再从C到B；E+q ABc（3）q沿任意曲线线A到B；所以，所以，在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷经过的与电荷经过的路径无关路径无关,只与电荷的只与电荷的起始起始位置和位置和终止终止位位置置有关有关。上述结论，对于非匀强电场也适用上述结论，对于非匀强电场也适用综上分析，在匀强电场中，沿不同路径电场力做功其中，d是指位移沿电场线方向上的距离公式只适用于匀强电场公式只适用于匀强电场 情景：情景：一个带正电的试探电荷在匀强电场中某点由静止释放,将如何运动?动能如何变化？（不计重力）？E+F究竟是什么形式的能转化为动能的呢?电荷在电场中而具有的能量就叫电荷在电场中而具有的能量就叫电势能电势能。讨论：讨论：在求重力势能时需要注意什么？其大小如何算？在求重力势能时需要注意什么？其大小如何算？先选择零势能面，其数值等于从该点移到零势能点重力所做先选择零势能面，其数值等于从该点移到零势能点重力所做的功。可正可负的功。可正可负,是标量是标量类比：类比：根据重力势能的计算，试讨论如何计算电根据重力势能的计算，试讨论如何计算电势能，需要注意什么问题？势能，需要注意什么问题？先选择零电势能点，其数值等于从该点移到零电势先选择零电势能点，其数值等于从该点移到零电势能点时电场力所做的功所做的功。可正可负能点时电场力所做的功所做的功。可正可负注意注意：标量，：标量，正负表示大小，正值说明电势正负表示大小，正值说明电势能比零电势能大，负值说明电势能比零电势能小。能比零电势能大，负值说明电势能比零电势能小。二、电势能二、电势能 （电势能与重力势能类似，所以必须选择零势（电势能与重力势能类似，所以必须选择零势能点）能点）1、电荷在电场中而具有的能量就叫、电荷在电场中而具有的能量就叫电势能电势能。2、零势能选取零势能选取：零势能点可以任意选，通常零势能点可以任意选，通常选地选地表面表面或或无穷远无穷远地方做为零势能点地方做为零势能点 3、电荷在某点的电势能的大小，等于电场力、电荷在某点的电势能的大小，等于电场力把它从该处移动到零势能位置所做的功。把它从该处移动到零势能位置所做的功。例例1.1.如图如图,在场强在场强 的匀强电场中的匀强电场中,一个质子一个质子从从A A移动到移动到B B，ABAB相距相距L=40cm,L=40cm,（1 1）电场力做功为多）电场力做功为多少少?（2 2）如果取）如果取B B点为零势能参考点，那么点为零势能参考点，那么A A点的电点的电势能为多少？势能为多少？（3 3）如果是取）如果是取A A点为零势能参考点，点为零势能参考点，那么那么B B点的电势能为多少？点的电势能为多少？（4 4）如果是取）如果是取A A点为零势点为零势能参考点，那么能参考点，那么A A点的电势能为多少？点的电势能为多少？EqFAB+解：解：（1）电场力做功为）电场力做功为（2）如果取）如果取B点为零势能参考点，那么点为零势能参考点，那么A点的电势能为点的电势能为（3）如果取）如果取A点为零势能参考点，那么点为零势能参考点，那么B点的电势能为点的电势能为（4）如果取）如果取A点为零势能参考点，那么点为零势能参考点，那么A点的电势能为点的电势能为0(2)(2)、电势能是电荷和电场所共有的、电势能是电荷和电场所共有的，具有具有系统性系统性(1)(1)、电势能是、电势能是相对相对的的,与零电势能面有关与零电势能面有关(3)(3)、电势能是、电势能是标量标量4、电势能的特点、电势能的特点电势能为电势能为负负表示电荷在该处的电势能比零还要小表示电荷在该处的电势能比零还要小.电势能为电势能为正正表示电荷在该处的电势能比零还要大表示电荷在该处的电势能比零还要大.重力做功的过程，就是重力势能改变的过程。重力做功的过程，就是重力势能改变的过程。重力做正功，重力势能减小；重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重力势能增加，且有：重力做负功，重力势能增加，且有：WAB-Ep重力做功与重力势能变化的关系：重力做功与重力势能变化的关系：类比：思考电场力做功与电势能变化的关系类比：思考电场力做功与电势能变化的关系电场力做功的过程，就是电势能改变的过程电场力做功的过程，就是电势能改变的过程电场力做正功，电势能就减小电场力做正功，电势能就减小电场力做负功，电势能就增加，且有：电场力做负功，电势能就增加，且有：电场力做的功等于电势能的电场力做的功等于电势能的减少量减少量 正电荷从正电荷从A A点移到点移到B B点时点时,静电力做正功静电力做正功,电荷的电势能减少电荷的电势能减少.正电荷从正电荷从B B点移到点移到A A点时点时,静电力做负功静电力做负功,即电荷克服静电力做即电荷克服静电力做功功,电荷的电势能增加电荷的电势能增加.ABE+vABE+v如果是负电荷情况呢？如果是负电荷情况呢？小结小结 2、电荷在某点的电势能，等于静电力把它从、电荷在某点的电势能，等于静电力把它从 该点移动到零势能位置时所做的功该点移动到零势能位置时所做的功3、电势能是相对的，须建立零势能参考面。、电势能是相对的，须建立零势能参考面。电势能有正负之分，负值表示比零还要小电势能有正负之分，负值表示比零还要小一、静电力做功的特点：一、静电力做功的特点：与路径无关，只与起点和终点的位置有关与路径无关，只与起点和终点的位置有关二、电势能：电荷在电场中具有的能量（势能）二、电势能：电荷在电场中具有的能量（势能）1、静电力做的功等于电势能的减少量：、静电力做的功等于电势能的减少量：静电力做正功，电势能减少静电力做负功，电势能增加1.两个带异种电荷的物体间距离增大一些时()A电场力做正功，电势能增加B电场力做负功，电势能增加C电场力做正功，电势能减少D电场力做负功，电势能减少【答案】B当堂训练当堂训练当堂训练当堂训练2a、b为电场中的两个点，如果把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，该电荷的电势能()A增加了4107 JB增加了2108 JC减少了4107 J D减少了2108 J【答案】C当堂训练当堂训练 3、如图所示，实线是一个电场中的电场线，虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹若电荷是从a处运动到b处，则下列判断正确的是()A电荷从a处到b处加速度减小 Bb处电势能大 Ca处电势能大 D电荷在b处速度小【答案】BD当堂训练当堂训练两种势能比较内容电势能重力势能相似点拓展拓展1：电势能和重力势能的对比：电势能和重力势能的对比系性统电荷和电场共有物体和地球共有大小的相对性电荷在某点的电势能等于把电荷从该点移到零势能位置时静电力做的功物体在某点的重力势能等于把物体从该点移到零势能位置时重力做的功变化大小的量度电场力的功是电势能变化大小的量度，静电力做的功等于电势能的减少量重力的功是重力势能变化大小的量度，重力做的功等于重力势能的减少量对应力做功特点做功多少只与始末位置有关，与经过的路径无关，且功等于势能的减少量两种势能比较内容电势能重力势能相似点不同点应用由于存在两种电荷，静电力做功和重力做功有很大差异例如：在同一电场中沿同一方向移动正电荷与移动负电荷，电荷电势能的变化是相反的，电场力做功的正负也是相反的.重力只有引力，正、负功比较容易判断例如，物体上升，重力做负功由静电力做功的特点引入了电势能由重力做功的特点引入重力势能静电力做正功，电势能减少静电力做负功，电势能增加重力做正功，重力势能减少重力做负功，重力势能增加拓展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(2)电场线法正电荷顺着电场线方向移动，电势能一定减小，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，电势能一定减小