第一章第4节 电场力的功 电势能（教学课件）物理教科版2019必修第三册

第四节 电场力的功 电势能 教科版（2019）高中物理必修第三册 第一章 静电场 @HY 学习目标——物理学科素养 1.知道电场力做功的特点 2.用类比法理解静电力做功与电势能变化的关系 3.认识电势能的相对性 教学重难点 教学难点 教学重点 静电力做功与电势能变化的关系 理解电场力做功的特点，并学会计算其功 复习回顾 电场力做功特点 电势能 功与能的变化 h A B C mg mg mg 1、功的计算： （功是能量转化的量度） 2、重力做功的特点： 与路径无关,由初末位置的高度差来决定（引入重力势能的概念） 3、重力做功WG与重力势能变化的关系 在这三次情况下重力做功关系？ 4、重力势能是相对的,须选定零势能参考面 M E 1.将电荷q从A沿直线移至B A B ө + q + q F 电场力做功的特点 静电力做功 WAB = F·|AB|cosθ=qE·|AM| 匀强电场 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 复习回顾 电场力做功特点 电势能 功与能的变化 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 电场力做功的特点 电势能 功与能的变化 复习回顾 电场力做功特点 电场力做功特点：只与移动电荷的电荷量以及起点和终点的位置有关，与路径无关。 在静电场中，电场力做功与重力做功情况非常相似，由此我们可以把静电场和重力场加以类比。 此结论也适用于任意静电场。 电场力做功的特点 电势能 功与能的变化 复习回顾 电场力做功特点 电势能 功与能的变化 重力势能转化为动能 重力做正功 物体的动能 重力势能 电场力做正功 电荷的动能 转化为动能 电势能 复习回顾 电场力做功特点 1、定义：电荷在电场中具有势能，称为电势能。同样用表示。 2、电场力做功与电势能的关系: 电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大 电场力做的功等于电势能的变化量 电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小 3、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。 WAB=EpA-0 4、电势能是标量，有正负 电势能 功与能的变化 复习回顾 电场力做功特点 【例1】　将带电荷量为6×10－6 C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服电场力做了3×10－5 J的功，再从B点移到C点，电场力做了1.2×10－5 J的功，则：（1）电荷从A点移到B点，再从B点移到C点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？ 【解析】　 (1)WAC＝WAB＋WBC＝－3×10－5 J＋1.2×10－5 J＝－1.8×10－5 J。电势能增加了1.8×10－5 J。 (2)如果规定A点的电势能为零，由公式WAB＝EpA－EpB 得该电荷在B点的电势能为EpB＝EpA－WAB＝0－WAB＝3×10－5 J； 同理，C点的电势能为EpC＝EpA－WAC＝0－WAC＝1.8×10－5 J。 电势能 功与能的变化 复习回顾 电场力做功特点 电势能 功与能的变化 复习回顾 电场力做功特点 如果电场力做正功，电荷的电势能减少； 如果电场力做负功，电荷的电势能增加。 化静为动 电势能 功与能的变化 复习回顾 电场力做功特点 【讨论与交流】表达式，当时，，这个式子表达了什么意义？ 电荷在电场中的“某点”具有的电势能，等于把电荷从这个该点移动到零势能点的过程中，电场力所做的功。 把电荷“从某点移到零势能点” 计算电荷在电场中某点具有的电势能 电势能 功与能的变化 复习回顾 电场力做功特点 图1 图2 电势能 功与能的变化 复习回顾 电场力做功特点 在正电荷形成的电场中，把正电荷 q1 从 A 点沿电场线方向移到 B 点，电场力做正功，电势能减少；把负电荷q2 从 A 点沿电场线方向移到 B 点，电场力做负功，电势能增加。 1.电场力做功的特点 在匀强电场中移动电荷时，静电力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。 2.电势能 电荷在电场中具有的势能叫电势能，用符号EP表示，标量，没有方向 3.电场力做功与电势能变化的关系 （1）当WAB>0，则EpA>EpB,表明电场力做正功，电势能减小； （2）当WAB<0，则EpA<EpB, 表明电场力做负功，电势能增加。 课堂小结 1、（多选）一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6J的功，那么 ( ) A．电荷在B处时将具有5×10－6J 的电势能 B．电荷在B处将具有5×10－6J 的动能 C．电荷的电势能减少了5×10－6J D．电荷的动能增加了5×10－6J CD 课堂练习 课堂练习 2、如图所示，正电荷q在匀强电场E中分别沿直线AB、折线AMB运动。已知AB间的距离为l，AM间的距离为d。AM方向平行于电场线，BM方向垂直于电场线。关于静电力做功的值，下列说法正确的是（　　） A．电荷沿直线AB运动时，静电力做功为qEl B．电荷沿直线AB运动时，静电力做功为qEd C．电荷沿折线AMB运动时，静电力做功为0 D．电荷沿折线AMB运动时，静电力做功为qEl B 3、如图所示,在等量正点电荷形成的电场中,它们连线的中垂面ab上, 有一电子,从静止开始由a运动到b的过程中(a、b相对O对称),下列说法正确的是( ) A.电子的电势能始终增多 B.电子的电势能始终减少 C.电子的电势能先减少后增加 D.电子的电势能先增加后减少 C O a b + + E E F F 做正功 做负功 电势能减少 电势能增加 课堂练习 4、一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图虚线所示,电场方向竖直向下.若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为( ) A.动能减小 B.电势能增加 C.动能和电势能之和减少 D.重力势能和电势能之和增加 C E a b mg F电 合力向上，合力做正功，油滴动能增加，A错 电场力做正功，电势能减少，B错 根据能量守恒可知，C对、D错 课堂练习 $$