第1章 4 电场力的功 电势能（课件）-【优化探究】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册同步导学案（教科版2019）

4　电场力的功　电势能 教科物理 必修 第三册 返回导航 下页 上页 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。 1.理解电势能的概念，认识电势能的相对性。(物理观念) 2.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) 3.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) 教科物理 必修 第三册 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 教科物理 必修 第三册 返回导航 下页 上页 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＝________。其中d为起点和终点沿________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________位置和________位置________(选填“有关”或“无关”)，与电荷经过的路径________(选填“有关”或“无关”)。 q0Ed 场强 起始 终止 有关 无关 教科物理 必修 第三册 返回导航 下页 上页 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________，用Ep表示。 (2)标矢性：电势能为_____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________组成的系统的电势能。 势能 标 电场 教科物理 必修 第三册 返回导航 下页 上页 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＝__________。 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________________时电场力做的功。 4．零势能位置：电场中规定的电势能________的位置，通常取___________或________为零电势能的位置。 EpA－EpB 零电势能位置 为零 无穷远处 大地 教科物理 必修 第三册 返回导航 下页 上页 电场力做功的理解 　(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？ 教科物理 必修 第三册 返回导航 下页 上页 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|。 教科物理 必修 第三册 返回导航 下页 上页 (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。 教科物理 必修 第三册 返回导航 下页 上页 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。 教科物理 必修 第三册 返回导航 下页 上页 (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。 教科物理 必修 第三册 返回导航 下页 上页 [答案]　qEl(1－cos α) 教科物理 必修 第三册 返回导航 下页 上页 教科物理 必修 第三册 返回导航 下页 上页 　1.如图所示是以＋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q的点电荷由A点沿不同的路径移动到D点。电场力沿路径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<W1 B．W1＝W2＝W3 C．W2>W3>W1 D．因不知道＋q的具体数值，故无法做出判断 B 教科物理 必修 第三册 返回导航 下页 上页 解析：因为电场力做功只与初、末位置有关，而与电荷的运动路径无