金版学案13-14物理(人教版)选修3-1课件：1.4电势能和电势.pptVIP

祝 您 一、静电力做功的特点 1．静电力做功的推导 如下图所示，试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中沿几条不同路径从A点移动到B点，求静电力对电荷所做的功． (1)q沿直线从A移向B，静电力F＝qE，静电力与位移的夹角始终为θ，如上图甲所示． W＝F·|AB|cos θ＝qE·|AM|. (2)q沿折线AMB从A点移往B点，在线段AM上静电力做功W1＝qE·|AM|，在线段MB上，W2＝0. W＝W1＋W2＝qE·|AM|. (3)q沿任意曲线ANB，从A点移动到B点，如上图乙所示，与静电力平行的短折线的长度之和等于|AM|， W＝qE·|AM|. 2．静电力做功的特点 (1)静电力对电荷所做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，而与电荷经过的路径无关． (2)正电荷顺着电场线方向移动时电场力做正功，负电荷顺着电场线方向移动时电场力做负功． 注意：①前面是以匀强电场为例进行推导说明的，但这一结论不仅适用于匀强电场，而且适用于任何电场．②只要初、末位置A、B确定了，移动电荷q做的功WAB就是确定值，这一点与重力做功的情况很相似． 如右图所示，在场强为E的匀强电场中有相距为L的A、B两点，连线AB与电场线的夹角为θ，将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点，若沿直线AB移动该电荷，电场力做的功W1＝________；若沿路径ACB移动该电荷，电场力做的功W2＝________；若沿曲线ADB移动该电荷，电场力做功W3＝________.由此可知电荷在电场中移动时，电场力做功的特点是______． 解析：路径AB、ACB、曲线ADB在电场线方向上的投影都是BC＝Lcos θ，因此沿这三条路径电荷由A运动到B，电场力做的功都是qELcosθ，因此电场力做功的特点是：与路径无关，只与始末位置有关． 答案：qELcosθ　qELcosθ　qELcosθ　电场力做功的大小与路径无关，只与始末位置有关 二、电势能 1．电势能 由于移动电荷时静电力做的功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能，用Ep表示． 2．电场力做功与电势能变化的关系 电势能之所以变化，是因为有电势能转化成其他形式的能，或者有其他形式的能转化为电势能．能量的转化要通过做功来完成，电势能的改变唯一与电场力做功相联系，其关系是：静电力做的功等于电势能的减少量． WAB＝EpA－EpB 即静电力做正功，电荷电势能一定减少；静电力做负功，电荷电势能一定增加． 3．对电势能及其变化的四点理解 (1)WAB＝EpA－EpB既适应于匀强电场，也适应于非匀强电场；既适应于正电荷，也适应于负电荷． (2)电荷在电场中某点的电势能的大小与零电势能点的选取有关，但电荷在某两点之间的电势能之差与零电势能点的选取无关． (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的电势能规定为零． (4)静电力做的功只能决定电势能的变化量，而不能决定电荷的电势能数值． 在真空中A、B两点分别放置等量异种电荷，在电场中通过A、B两点的竖直平面内对称位置取一个矩形路径abcd，如图所示，现将一电子沿abcd移动一周，则下列判断正确的是(　　) A．由a→b电场力做正功，电子的电势能减小 B．由b→c电场力对电子先做负功，后做正功，总功为零 C．由c→d电子的电势能一直增大 D．由d→a电子的电势能先减小后增大，电势能总的增加量为零 解析：电子受力方向与电场方向相反，由a→b电场力做负功，电子的电势能增加，A选项错；由b→c电场力先做负功，后做正功，由对称性可知，总功为零，B选项正确；由c→d电场力做正功，电势能减小，C选项错误；由d→a电场力先做正功，后做负功，电势能先减小后增大，由对称性可知，电势能总增加量为零，D选项正确． 答案：BD 变式迁移 1.一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如右图虚线所示，场强方向竖直向下．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 解析：由带电粒子在电场中运动轨迹可知带电粒子受力方向与场强方向相反，粒子带负电，带电粒子从a运动到b过程中，电场力做正功，电势能减小，重力做负功，重力势能增加，合外力做正功，动能增加，并且电势能的减小值等于重力势能和动能的增加值． 答案：C 2．如右图所示，是某电场中的一条直线，一电子从a点由静止释放，它将沿直线向b点运动，下列有关该电场情况的判断正确的是(　　) A．该电场一定是匀强电场 B．场强Ea一定小于Eb C．电子的电势能Epa＞Epb D．电子的电势能Epa＜Epb 解析：只有一条电场线，无法判断该电场是不是匀