1.4 电场力的功 电势能 课件-2025-2026学年高二上学期物理教科版必修第三册

·第一章 静电场 High school physics 理解电场力做功与电势能变化的关系，了解电势能的概念，认识电势能的相对性。 02 知道电场力做功与路径无关的特点。 01 重点 重难点 01 电场力做功的特点 如图所示，在电场强度为E的匀强电场中，电量为+q的试探电荷沿三种不同路径从点A移动到点B，A、B两点间距离为d，回答下列问题： (1)匀强电场中电场力特点是什么？ 是恒力，大小为Eq (2)如何求解恒力做功的大小？ W=F·(lcos α) W=(Fcos α)·l 公司logo 公司logo 观察与思考 (3)求图(a)(b)(c)中s1、s2、s3三种路径下电场力做的功。 Wa=Wb=Wc=EqLx=Eqd (4)总结匀强电场中电场力做功的特点。 在匀强电场中移动电荷时，电场力所做的功只与电荷的电量及起点、终点的位置有关，与路径无关。 (5)上述结论是在匀强电场中推导出来的，对于非匀强电场也适用吗？ 适用 公司logo 公司logo 观察与思考 电场力做功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。 对非匀强电场也适用 电场力做功的特点 公司logo 公司logo 要点归纳 1.如图所示是以点电荷+Q为圆心的一组同心圆(虚线)，电场中有A、B、C、D四点。现将一带电荷量为q的正点电荷由A点沿不同的路径移动到D点，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.W3>W2>W1 因为电场力做功只与电荷的电荷量及其在电场中的初、末位置有关，而与电荷运动路径无关，故沿三条路径将点电荷由A点移动到D点的过程中，电场力做功相等，选项B正确，A、C、D错误。 √ 例题 两带电小球，电荷量分别为+q和-q，固定在一长度为l的绝缘细杆的两端，置于电场强度为E的匀强电场中，杆与场强方向平行，其位置如图所示。若此杆绕过O点垂直于杆的轴线转过180°，则在此转动过程中电场力做的功为 A.0 B.qEl C.2qEl D.πqEl 电场力对两小球均做正功，大小与路径无关，对每个小球做的功均为qEl，共为2qEl，故C正确。 √ 公司logo 公司logo 针对训练 02 电势能　 电场力做功与电势能变化的关系 (1)功和能量的变化密切相关，重力做功对应着重力势能的变化，电场力做功又对应着哪种形式的能量变化呢？ 电势能　 (2)①把正电荷从A点移到B点，电荷的电势能如何变化？ 电场力做正功，电荷的电势能减少 ②把正电荷从B点移到A点时，电荷的电势能如何变化？ 电场力做负功，电荷的电势能增加 公司logo 公司logo 观察与思考 电势能 Ep 电势能是标量，只有大小，没有方向，但有正负。 电荷在静电场中具有的势能。单位：焦耳，简称焦，符号J 系统性：电势能是电荷与电场共有的能量 相对性：通常取无穷远处或大地为零电势能的位置 电势能正负表示相对零势能点的能量高低 公司logo 公司logo 要点归纳 电场力做功与电势能变化的关系 01 定量关系 电荷从A移到B WAB=EpA-EpB 02 定性关系 F电做正功，Ep↓ F电做负功，Ep↑ 03 Ep的大小 电荷在A点EpA=WA→0 公司logo 公司logo 要点归纳 (1)负电荷沿电场线方向移动时，电场力做负功，电势能增加。 (　　) (2)某电场中，带电物体在A点具有的电势能EpA=5 J，在B点具有的电势能EpB=-8 J，则EpA>EpB。(　　) (3)电势能与重力势能相似，是相对量，与零电势能位置的选取有关。 (　　) √ √ √ 辨析 2.(来自教材)某电场中有A、B、C三点，把一个电荷量为q的正电荷从A点移到B点的过程中，电场力做功5×10-9 J，再从B点移到C点，电场力做功-8×10-9 J。 (1)在从A点经过B点移到C点的整个过程中，该电荷的电势能是增加还是减少了？变化量是多少？ 电场力做的总功为W=W1+W2=5×10-9 J+(-8×10-9 J)=-3×10-9 J 说明整个过程中该电荷的电势能增加了3×10-9 J 例题 (2)以B点为电势能零点，该电荷位于A点以及C点的电势能各是多少？ EpA=5×10-9 J (3)如果把电荷量为-q的电荷从A点经过B点移到C点，该电荷的电势能是增加还是减少了？变化量是多少？ 负电荷所受的电场力方向与正电荷所受的电场力方向相反， EpC=8×10-9 J 位移相同时电场力做的功与原来的数值相等而正负号相反， 电场力做的总功为W'=-W=3×10-9 J，即电势能减少了3×10-9 J。 例题 3.(2024·宜宾市兴文第二中学高二月考)某区域电场线分布如图所示。将同一负的试探电荷先后置于a、b两点，电势能分别为Epa和Epb，电荷所受电场力大小分别为Fa和Fb，则 A.Epa>Epb，Fa<Fb B.Epa>Epb，Fa>Fb C.Epa<Epb，Fa<Fb D.Epa<Epb，Fa>Fb √ 例题 依题意，由于a点电场线较b点电场线密，可知a点场强大于b点场强，则同一负的试探电荷先后置于a、b两点，可知有Fa>Fb；将负电荷从a点移至b点，从题图可知，电场力做负功，则电势能变大，则可知Epa<Epb，故A、B、C错误，D正确。 4.(多选)如图为“小珠落玉盘”的演示实验，两金属板平行放置如图所示，M、N为极板上两点，表面潮湿的泡沫小球刚开始静止在N点，用高压感应圈的直流高压加在两极板上，让下极板带正电，上极板带负电，看到泡沫小球先向上运动，与上极板接触后泡沫小球又向下运动，再与下极板接触再向上运动，之后在两平行板间往复运动，下列说法正确的是 A.泡沫小球在向上运动过程中，小球带负电 B.泡沫小球在向下运动过程中，电势能减小 C.泡沫小球在向上运动过程中，电势能减小 D.泡沫小球在向下运动过程中，做减速运动 √ √ 泡沫小球在向上运动过程中，小球带正电，选项A错误； 泡沫小球与上极板接触后带负电，向下运动过程中，电场力做正功，电势能减小，选项B正确； 泡沫小球与下极板接触后带正电，向上运动过程中，电场力做正功，电势能减小，选项C正确； 小球在向下运动过程中，电场力和重力都向下， 则做加速运动，选项D错误。 WAB=-ΔEp=-(EpB-EpA)= EpA-EpB 与电荷的起始和终止位置有关，与路径无关 电荷在电场中具有的势能 电场力做正功，EP ↓；电场力做负功，EP ↑ 电势能和电势 静电力做功的特点 电势能EP 课堂小结 本课结束 Keep Thinking! $