教科版物理必修第三册精品课件 第一章 4.电场力的功 电势能.pptVIP

;内容索引;;自主预习新知导学;一、电场力做功的特点

1.电场力做功的特点:在匀强电场中,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,而与路径无关。

2.类比法的应用:电场力做功与重力做功情况相似,我们可以把静电场和

重力场加以类比,从能量的角度去认识静电场。

3.重力做功与重力势能的变化存在什么样的关系?

提示:重力做多少功,重力势能就改变多少,重力做正功,重力势能减少,重力做负功,重力势能增加。;二、电势能

1.电势能:在静电场中,电场力做正功,电荷的动能增加,增加的动能应该是由某种势能转化而来的,这种势能叫作静电势能,简称电势能。

2.电势能的系统性:电势能是放入电场中的电荷与电场组成的系统共有的,它既与电荷有关,也与电场有关。

3.单位:在国际单位制中,电势能的单位是焦耳,简称焦,符号为J。

4.电势能有方向吗?

提示:电势能为标量,没有方向。;三、电场力做功与电势能变化的关系

1.电场力做功与电势能变化的关系:电场力对电荷做正功,电荷的电势能减少;电场力对电荷做负功,电荷的电势能增加。

2.关系式:WAB=EpA-EpB。

3.电势能的相对性:电荷在静电场中的电势能具有相对性,通常取无穷远或大地为零电势能的位置,电荷在电场中某点电势能的大小等于将电荷从该点移到零电势能位置电场力所做的功。

4.正的电势能一定比负的电势能大吗?

提示:不一定,电势能具有相对性,只有选择同一零电势能位置,才能比较两者大小。;【思考讨论】

1.判断下列说法的正误。

(1)电荷从电场中的A点运动到B点,路径不同,电场力做功不同。()

(2)在静电场中沿电场线方向移动正电荷时,静电力做正功。()

(3)电荷在电场中运动路程越长,静电力做功越多。()

(4)在静电场中电荷运动了一段路程,电场力一定做功。()

(5)正电荷和负电荷沿着电场线运动,电势能均减少。();2.如图所示,把电荷量为-5×10-9C的电荷,从电场中的A点移到B点,其电势能(选填“增大”或“减少”)。若规定A点电势能为零,电荷由A到B的过程中电场力做功-2.5×10-8J,则电荷在B点具有的电势能为

EpB=J。?;3.电荷在电场中运动时,电场力对电荷一定做功吗?

提示:不一定。由电场力做功的特点可知,如果电荷运动的初、末位置是同一位置或电场力方向与运动方向始终垂直,则电场力对电荷做功为零。;合作探究释疑解惑;;提示:(1)静电力F=qE,静电力与位移夹角为θ,静电力对检验电荷q做的功W=F·lABcosθ=qE·lAM。在线段AM上静电力做的功W1=qE·lAM,在线段MB上静电力做的功W2=0,总功W总=W1+W2=qE·lAM。

(2)W=qE·lAM。电荷在匀强电场中沿不同路径由A点运动到B点,静电力做功相同。说明静电力做功与路径无关,只与初、末位置有关。;归纳提升;2.电势能

(1)电势能Ep是由电场和电荷共同决定的,是属于电荷和电场所共有的,我们习惯上说成电荷在电场中某点的电势能。

(2)电势能是相对的,其大小与选定的参考点(势能零点)有关。确定电荷的电势能,首先应确定参考点,也就是零电势能的位置。

(3)电势能是标量,有正负但没有方向。电势能为正值表示电势能大于参考点的电势能,电势能为负值表示电势能小于参考点的电势能。;势能都具有相对性,是指一个系统共同具有的能量,重力势能是指重物与地球组成的系统共有的能量,而电势能是指电荷与电场组成的系统共有的能量。;典型例题;答案:(1)4.0×10-4N

(2)2.0×10-4J

(3)由电势能转化而来的,电势能是电荷与电场组成的系统共有的。;电荷在电场中具有电势能,说明电场具有能的性质;前面我们已经知道电荷在电场中受电场力,即电场具有力的性质。故电场的基本性质有两个,即力的性质和能的性质。;【变式训练1】下列关于重力势能和电势能的说法正确的是()

A.两种势能都是物体单独具有的

B.两种势能的值都与零势能位置选择无关

C.两种势能都属于机械能

D.两种势能的值都可正可负,但都是标量

答案:D

解析:重力势能是物体与地球共同拥有的,电势能是电荷与电场共有的,故A错误;重力势能和电势能的大小都与零势能的选取有关,故B错误;重力势能和弹性势能属于机械能,而电势能不属于机械能,故C错误;势能是标量,两种势能的正负仅仅表示它的位置与零势能位置的关系,故D正确。;【变式训练2】(多选)下列说法正确的是()

A.电荷从电场中的A点运动到B点,路径不同,静电力做功的大小就可能不同

B.电荷从电场中的某点出发,运动一段时间后,又回到了该点,则静电力做功为零

C.正电荷沿着电场线运动,静电力对正电荷做正功,负电荷逆着电场线运动,静电力对负电荷做正功

D.电荷在电场