2.1 静电力做功与电势能 课件-2024-2025学年高二上学期物理鲁科版（2019）必修第三册

静电力做功与电势能 页面统一为16:9宽幅画面比例尺寸；PPT统一格式为PPT或PPTX。 中文： 1. 课名：微软雅黑48号字； 2.（第一课时）：微软雅黑32号字； 3.学校名称：请填写全称； 4.学科、年级、主讲人、学校：华文楷体28号字（具体根据文字量可适当调整）。 英文 1.课名：字体以Times New Roman为主，字号一般使用32—36号，特别强调可以用40号； 2.（Period 1）：字体使用Arial，字号为28； 3.正文一般用24—28号，特别强调可用32号。 注意标点的规范（例如：中文省略号为……，可用Shift+数字键6打出中文省略号，英文省略号为…） 1 新课导入 请注意： 1.正文标题为：黑体，30号字； 2.正文内容为：华文楷体，尽量不小于24号，特殊辅助性文字不低于18；根据文字量可适当调整。内容文字一行一般不能超过28个字，单页文字一般不能超过8行。 3.拍摄版本呈现内容务必与上传版本呈现的内容完全一致。 英文 1.正文标题为：以Times New Roman为主,可搭配使用Arial。字号为32—36号，特别强调可以用40号。 2.正文内容为：以Times New Roman为主,可搭配使用Arial。字号为24—28号，特别强调可用32号。 3.英文每行一般不能超过15个单词；单页文字一般不能超过8行。 2 新课导入 闪电过程中，静电力做功了吗 3 新课导入 4 新课导入 当攀岩者向上攀爬时，重力 做负功，其重力势能增大； 下降时，重力做正功，其重力势能减小。重力做功与路径无关，只与始末位置有关。 5 静电力做功有什么特点？电荷在电场中有势能吗？如果有，这种势能与重力势能有何相似之处？这种势能的变化与静电力做功又有何关系？通过本章的学习，我们将知晓这些问题的答案 6 一、静电力做功 E A B + q F 问题1：将正的检验电荷q从A沿直线移至B，求电场力的功？ W = Fd = q Ed d 7 问题2：将正的检验电荷q从A沿折线ACB移至B， 求电场力的功？ 对AC: W1 = q E lcos =qEd 对CB: W2 = 0 对全程: W = W1 + W2= qEd B E A C θ + + q F l d 8 问题3：将正的检验电荷q从A沿曲线移至B，求电场力的功？ B E A + + q F D G H x1 x2 x3 ∴W = W1 + W2 + W3 +… = q Ed W1 = q E ·x1 W2 = q E ·x2 W3 = q E ·x3 … … … … ∵x1 + x2 + x3 +…=d 9 结论：在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。 (对于非匀强电场也适用) 10 1、特点：在电场中移动电荷时,电场力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷的起止位置有关；所有电场均适用。 2.公式：W＝qEd ①d为电荷在电场力方向上的位移 ②d只适用于匀强电场 一、电场力做功 11 情景设计：一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动? E F + q A B 情景分析：在电场力作用下电荷做加速运动,一段时间后获得一定的速度,试探电荷的动能增加. 思考问题：什么能转换为动能的呢？ 12 功是能量转化的量度 重力做功 重力势能发生变化 电场力做功 电势能发生变化 13 二、电势能 1、概念：电荷在电场中具有的势能（符号：EP） 2、单位：焦耳（J)； EPA EPB 电场力做功和电势能变化关系如何？ 14 动能 电势能 A点 EkA EpA B点 EkB EpB (1) WAB和ΔEk间的关系： WAB= EkB－EkA (2)ΔEk 和Ep减少量的关系： EkB－EkA = EpA－EpB 结论：WAB=EpA－EpB =ΔEp EPA EPB 探究电势能与电场力做功的关系 15 把正电荷从A点移到B     +     把正电荷从B点移到A       -   WAB>0 ⇒ EpA>EpB 静电力做正功⇒电势能减少 WAB<0 ⇒EpA<EpB 静电力做负功⇒电势能增加 讨论：WAB=EpA－EpB 16 如图所示的点电荷电场中， + B A － D C （1）把+q从A移到B，电场力做 功，电势能 。 （2）把－q从A移到B，电场力做 功，电势能 。 （3）把+q从C移到D，电场力做 功，电势能 。 （4）把－q从C移到D，电场力做 功，电势能 。 正 负 负 正 减少 增加 增加 减少 17 EPA EPB WAB=EpA－EpB EpA=WAB+EpB 若EpB=0，则EpA=WAB 结论：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功。 如何确定电势能的大小 18 4、电势能的大小 （1）定义：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功。 （2）公式:EpA=WAB （EpB=0） （4）电势能具有相对性 说明：通常将电荷在无限远或大地的电势能规定为0。 （3）标量，但有正负，正负表示比零势能点高或低电势能具有相对性 19 E A B + 物理量 规定EpB=0 规定EpA=0 EpA EpB 电荷从A到B电势能的变化量 ΔEp ＝-30J 若从A点到B点，电场力做功为30J，分别以B,A点为零电势能点，则电荷在其它点时的电势能是多少,势能变化多少？ EpA＝ WAB＝30J 0 0 EpB＝ WBA＝-30J 5、电势能的变化量具有绝对性，与零势能点选取无关 20 如图2-4所示，两块平行金属板间距离为4cm,电场强度为5x105N/C.一电子沿电场线从正极板运动到负极板时，静电力做了多少功？它的电势能怎样变化？若规定负极板为零电势能点，电子在正极板的电势能多大？（电子电荷量的大小为1.60x10-19C) 21 解：静电力做功 静电力做负功，电势能增加。 若规定负极板为零电势能点，电子在正极板 具有的电势能 负号表示电子在正极板的电势能比在负极板小。 22 讨论：电子从正极运动到负极过程中电势能增加，增加的电势能是由什么能量转化而来的。 规律：电子从正极运动到负极过程中电势能增加，动能减小，所以动能转化为电势能 23 把例题中的电子换成质子，其他条件不变，质子的电势能怎样变化？若仍以负极板为零电势能点，质子在正极板具有的电势能多大？ 解：质子带正电，移动过程静电力做正功，电势能减少。 若规定负极板为零电势能点，电子在正极板具有的电势能 24 课堂小结 1、特点：在电场中移动电荷时,电场力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷的起止位置有关；所有电场均适用。 2.公式：W＝qEd 一、电场力做功 二、电势能 1、概念：电荷在电场中具有的势能（符号：EP） 2、单位：焦耳（J) 3 、电场力做功和电势能的关系 WAB=EpA-EpB=∆Ep 25 4、电势能的大小 （1）定义：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功。 （2）公式:EpA=WAB （EpB=0） （4）电势能具有相对性 （3）标量，但有正负，正负表示比零势能点高或低 5、电势能的变化量具有绝对性，与零势能点选取无关 26 Lavf58.46.101 $$