1.4 电场力的功　电势能（word教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理必修第三册配套教参（教科版）

由③④得v＝ 代入数据得速度大小为：v＝3 m/s。 答案：(1)150 N/C　(2)3 m/s 13．如图所示，竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个方向水平向右的匀强电场区域，电场强度E＝3×104 N/C。在两板间用绝缘细线悬挂一个质量m＝5×10－3 kg的带电小球，静止时细线偏离竖直方向的夹角θ＝60°，小球到负极板的水平距离d＝ m，g＝10 m/s2。 (1)小球带电荷量为多少？ (2)剪断细线，小球到达负极板时的动能是多少？ 解析：(1)由题意可知，小球所受的电场力方向向右，故小球带正电，小球的受力分析如图所示， 由平衡条件有： F＝qE＝mgtan θ 解得：q＝＝ C＝×10－6 C。 (2)电场力和重力的合力为：F＝＝ N＝0.1 N 小球到达负极时的位移为：s＝＝ m＝2 m 由动能定理得：Fs＝Ek 解得：Ek＝0.2 J。 答案：(1)×10－6 C　(2)0.2 J 4　电场力的功　电势能 新课程标准 学业质量目标 1.知道静电场中电荷具有电势能。 2.了解电势能的含义。 合格性考试 知道电场力做功的特点，掌握电场力做功与电势能变化的关系。(科学思维) 选择性考试 1.通过类比法分析得出电场力做功与电势能变化的关系。(科学思维) 2.理解电势能的概念，认识电势能的相对性。(物理观念) 授课提示：对应学生用书第12页 一、电场力做功的特点 1．电场力做功：在匀强电场中，正电荷q0受到的电场力做功W＝q0Ed。其中d为起点和终点沿场强方向上的距离。 2．电场力做功的特点：在静电场中移动电荷时，电场力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关(选填“有关”或“无关”)，与电荷经过的路径无关(选填“有关”或“无关”)。 二、电势能　电场力做功与电势能变化的关系 1．电势能： (1)定义：电荷在电场中具有的势能，用Ep表示。 (2)标矢性：电势能为标量 (3)单位：焦耳，简称焦，符号为J。 (4)系统性：电荷的电势能是指电荷和电场组成的系统的电势能。 2．电场力做功与电势能变化的关系：电场力做正功，电荷的电势能减少；电场力做负功，电荷的电势能增加。表达式为：WAB＝EpA－EpB。 3．电势能的大小：电荷在电场中某点的电势能的大小等于把它从这点移动到零电势能位置时电场力做的功。 4．零势能位置：电场中规定的电势能为零的位置，通常取无穷远处或大地为零电势能的位置。 授课提示：对应学生用书第13页 知识点一　电场力做功的理解 [情景探究]　(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点移动到B点，电场力做的功为多少？若q沿折线AMB从A点移动到B点，电场力做的功为多少？ 提示：电场力F＝qE，电场力与位移夹角为θ，电场力对试探电荷q做的功W＝F·|AB|cos θ＝qE·|AM|。在线段AM上电场力做的功W1＝qE·|AM|，在线段MB上电场力做的功W2＝0，总功W＝W1＋W2＝qE·|AM|。 (2)若q沿任意曲线从A点移动到B点，电场力做的功为多少？ 提示：W＝qE·|AM|。 (3)由(1)(2)的研究可得出什么结论？ 提示：电荷在匀强电场中从不同路径由A点运动到B点，电场力做功相同。说明电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关。 1．匀强电场中电场力做功的计算 W＝qELcos θ，其中θ为电场力与位移的夹角。 2．电场力做功的正负判断 (1)根据电场力和位移方向的夹角判断：夹角为锐角，电场力做正功；夹角为钝角，电场力做负功；电场力和位移方向垂直时不做功。此法常用于匀强电场中恒定电场力做功情况的判断。 (2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断：夹角为锐角时，电场力做正功；夹角为钝角时，电场力做负功；电场力和瞬时速度方向垂直时不做功。此法常用于判断曲线运动中电场力的做功情况。 (3)根据电势能的变化情况判断：若电势能增加，则电场力做负功；若电势能减小，则电场力做正功。 (4)若物体只受电场力作用，可根据动能的变化情况判断：若物体的动能增加，则电场力做正功；若物体的动能减少，则电场力做负功。 [典例1]　如图所示，在电场强度为E的水平匀强电场中，一根长为l的绝缘杆，两端分别固定着带有电荷量＋q和－q的小球(大小不计)。现让绝缘杆绕中点O逆时针转动α角，则转动过程中两个带电小球克服电场力做功为多少？ [思路点拨]　 →→ [解析]　电场力对带正电小球做的功为 W1＝－qE··(1－cos α)； 电场力对带负电小球做的功为 W2＝－qE··(1－cos α)。 转动过程中电场力对两小球做的总功为 W＝W1＋W2＝－qEl(1－cos α)， 即两个带电小球克服电场力做功为qEl(1－cos α)。 [答案]　qEl(1－cos α) 针对训练 1．如图所示是