第二章 第1节 静电力做功与电势能（课件PPT）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理必修第三册同步导学案（鲁科版）

必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 第1节　静电力做功与电势能 必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 学习目标 素养提炼 1.知道静电力做功的特点，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． 物理观念：静电力做功、电势能． 科学思维：1.通过分析计算得出静电力做功的特点． 2.通过类比法分析得出静电力做功与电势能变化的关系. 必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 必备知识 自主学习 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课时作业 巩固演练 必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 qEd qEd 路径 始、末位置 一、静电力做功的特点 1．在匀强电场中，把点电荷＋q直接由A点移动到B点，电场力做功W＝ ；将＋q先沿直线AC移动到C点，然后沿直线CB移动到B点，电场线做的功W＝ ；如果沿任意路径(如图中曲线)由A点移动到B点，电场力做的功W＝ qEd. 2．在电场中移动电荷时，电场力做功与 无关，只与 有关． 必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 电场 电场 静电力 静电力 减少量 不 同 二、电势能 1．概念：电荷在 中具有的势能．用Ep表示． 2．大小：电荷在 中某点的电势能，等于电荷从该点移动到零电势能点 所做的功． 3．电势能与电场力做功的关系： 做的功等于电势能的 ，用公式表示WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp. 4．电势能的相对性：选择不同的零势能点，电荷在电场中同一点的电势能的值是 的(选填“相同”或“不同”)． 必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 × × × √ [判断正误] (1)电荷从电场中的A点运动到B点，路径不同，静电力做功的大小就可能不同．( ) (2)正电荷沿着电场线运动，静电力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线运动，静电力对负电荷做正功．( ) (3)正电荷和负电荷沿着电场线运动，电势能均减少．( ) (4)沿电场线方向电势能减小，与试探电荷的电性无关．( ) 必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 要点一　静电力做功的特点 　 (1)如图所示，试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中，沿直线从A移动到B，静电力做的功为多少？若q沿折线AMB从A点移动到B点，静电力做的功为多少？ (2)若q沿任意曲线从A点移动到B点，静电力做的功为多少？由此可得出什么结论？ 必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 提示：(1)静电力F＝qE，静电力与位移的夹角为θ，静电力对试探电荷q做的功W＝F·|AB|cos θ＝qE·|AM|.在线段AM上静电力做的功W1＝qE·|AM|，在线段MB上静电力做的功W2＝0，总功W＝W1＋W2＝qE·|AM|. (2)W＝qE·|AM|.电荷在匀强电场中沿不同路径由A点运动到B点，静电力做功相同．说明静电力做功与路径无关，只与初、末位置有关． 必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 静电力做功的特点 (1)静电力对电荷所做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，而与电荷经过的路径无关．该结论不仅适用于匀强电场，而且适用于非匀强电场． (2)在匀强电场中，静电力做的功为W＝qEd，其中d为沿电场线方向的位移． (3)静电力和瞬时速度方向的夹角为锐角时静电力做正功，夹角为钝角时做负功． 必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 　如图所示，两平行金属板相距10 cm，两板间的匀强电场场强为400 N/C，两板间有A、B、C三点位于直角三角形的顶点上，A、C距上板2 cm，B距下板2 cm. (1)若把一个电荷量为3×10－4 C的负电荷沿路径ACB从A点移到B点，静电力做功是多少？ (2)若把它从A点沿AB移到B点，静电力做功是多少？ (3)若把它从A点沿ACBA路径又移回到A点，静电力做功是多少？ 必修第三册·鲁科物理 返回导航 下页 上页 [解析]　(1)负电荷沿路径ACB从A点移到B点时，静电力做的功等于沿AC静电力做的功与沿CB静电力做的功之和．因为沿AC移动电荷，静电力方向与位移方向垂直，所以静电力不做功，即WAC＝0，而沿CB移动负电荷，静电力做正功，WCB＝qE·|CB|＝3×10－4×400×0.06 J＝7.2×10－3 J，所以WACB＝WAC＋WCB＝7.2×10－3 J. (2)若把它从A点沿AB移到B点，该电荷沿静电力方向的位移大小为CB，且静电力做正功，所以WAB＝qE·|CB|＝7.2×10－3 J. (3)若把它从A点沿ACBA路径又移回到A点，静电力做功为零． [答案]　(1)7.2