1.4 电场力的功 电势能 课件-2023-2024学年高二上学期物理教科版（2019）必修第三册

1.4 电场力做功 电势能 知识回顾 1、功的计算： 3、重力做功 (1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定： (2)重力做功WG与重力势能变化的关系： 重力做正功，重力势能减少 重力做负功，重力势能增加 2、重力势能：物体由于位于高处而具有的能量叫重力势能。 M E W = F·|AB| cosθ = q E·|AM| 1.将电荷q从A沿直线移至B: A B ө + q + q F 一、电场力做功的特点 M ө E A B 2.将电荷q从A沿折线移至B: 对AM: W1 = q E ·|AM| 对MB: W2 = 0 对全程: W = W1 + W2= q E·|AM| + q F + q F 3.将电荷q从A沿曲线移至B: M ө E A B + q F E A B + q F + q F + q F + q F W = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AM| W1 = q E ·x1 W2 = q E ·x2 W3 = q E ·x3 … … … … M x1 + x2 + x3 +…=? X1 x2 4.将电荷q从A沿其它曲线移至B，电场力做功？ 5. 如果移动负电荷，1—4结论又如何？ M ө E A B q F － E B + M A F ө q + W = q E·|AM| 一、电场力做功的特点 在匀强电场中移动电荷时，电场力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始位置和终止位置有关（即：与初、末两点在电场线上的距离有关） 注意：对于非匀强电场也适用 WAB = F·|AB|cosθ=qE·|AM| 把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？ B + ө q M A F + 一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动? 在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间后,试探电荷的动能增加.是什么能转化为电荷的动能呢? E + F 地球 m mg 场方向 二、电势能 1.定义: 电荷在电场中所具有的与电荷位置有关的势能叫作静电势能,简称电势能,用符号Ep表示. 2.大小： ①只有选择了参考点(零电势能位置)之后,电势能才有确定的值. ②若将无穷远处的电势能定为零,则电荷在电场中某点的电势能的大小就等于将电荷从该点移到无穷远处电场力所做的功,即EpA=WA∞. 3.电势能与重力势能一样是标量，没有方向。它的单位也与重力势能相同，在国际单位制中，它的单位是焦耳，简称焦，用符号表示为 J. 电势能为负表示电荷在该处的电势能比零还要小. 5.电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性 4.电势能是相对的，与零电势能面有关 6.电势能是标量，比较物体电势能的大小时，要带着正负号。 通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上电势能规定为零。 7.重力势能和电势能的比较 重力势能 电势能 定义 重力场中的物体具有的势能——重力势能 电场中的电荷具有的势能——电势能 系统性 物体和地球 电荷和电场 大小的 相对性 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 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电场力做的功 变化大小 的量度 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 电场力的功是电势能变化大小的量度,电场力做的功等于电势能的减少量 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,且做的功等于其势能的减少量 三、电场力做功与电势能的变化关系 1.重力做正功,重力势能减小. 电场力做正功,电势能减小. 2.重力做负功,重力势能增加. 电场力做负功,电势能增加. 类比推理 正电荷从A点移到B点时,电场力做正功,电荷的电势能怎么变化? A B E + v A B E 一 v 负电荷从A点移到B点时,电场力做 , 该电荷在 点的电势能较大. 负功 B 思考 减小 例1.将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J的功，则（1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？ （2）如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？ （3）如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？ 增加了1.8×10-5J. EPC=1.8×10-5 J EPC=-1.2×10-5 J EPB=3×10-5 J EPA= -3×10-5 J 课堂例题 1.电场力做功只与初、末两点在电场线上的距离有关。 ②从电荷的移动方向上来看： WAB=EPA-EPB=-△EP 2.电势能： ①从做