电场力做功和电势能.ppt

第1节电场力做功与电势能 复习回顾 1 功的计算 2 重力做功有什么特点 1 与路径无关 由初末位置的高度差来决定 2 WG与重力势能的关系 3 重力势能是相对的 有零势能面 人为选定 重力势能具有系统性 功是能量转化的量度 一 电场力做功的特点 正电荷q在电场强度为E的匀强电场中由A运动到M电场力做功吗 做了多少功 q A M d W qE AM 求试探电荷 q沿直线AB移动到B时电场力做的功 M 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 结论 电场力做功与路径无关 两带电小球的电荷量分别为 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 则在转动过程中电场力做的功为 A 0B qELC 2qELD qEL C 将 q由A移到B的过程电场力对电荷做功为 将 q由A移到B的过程 电场力对电荷做功为 做功的过程是一个能量转化的过程 那么电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢 电场力做功与电势能有什么关系 联系重力做功与重力势能的关系 电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能 叫电势能 物体被举高具有重力势能 1 电荷在电场中具有电势能 重力对物体做正功 物体的重力势能减小 2 电场力对电荷做正功 电荷的电势能减小 重力对物体做负功 物体的重力势能增大 3 电场力对电荷做负功 电荷的电势能增大 重力做多少功 物体重力势能就变化多少 4 电场力做多少功 电荷电势能就变化多少 重力势能是相对的 与零势能面有关 5 电势能是相对的 与零电势能面有关 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 电荷在某点的电势能 等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做的功 重力势能是物体和地球所共有的 具有系统性 6 电势能是电荷和电场所共有的 具有系统性 7 电势能是标量 但有正负 由此可见 电场力做功与重力做功 电势能与重力势能都很相似 所以大家在学习电势能过程中应该多联系重力做功与重力势能的关系帮助理解电势能 重力势能和电势能类比 重力场中 重力 地球和物体之间存在的吸引力 电场中 电场力 电荷之间的作用力 有重力就有重力势能Ep mgh 有电场力就有相应的能 叫电势能EP Ep由物体和地面间的相对位置决定 EP由电荷间的相对位置决定 W重 EP1 EP2 W电 EPA EPB 尽管重力做功与电场力做功很相似 但还是存在很大差异 存在两种电荷 正电荷顺电场线移动 电场力做正功 电势能减少负电荷顺电场线移动 电场力做负功 电势能增加正电荷逆电场线移动 电场力做负功 电势能增加负电荷逆电场线移动 电场力做正功 电势能减少 例 有一个带负电的点电荷 从某电场中的A点移动到B点 电荷克服电场力何做了6 10 4J的功 从B点移至C点 电场力对电荷做了9 10 4J的功 设A点为零电势能点 求 B C两点的电势能各为多少 A与C之间的电势能之差为多少 一变 若以B点为零电势能点 A C两点的电势能各为多少 A与C之间的电势能之差为多少 二变 若以C点为零电势能点 A C两点的电势能各为多少 A与C之间的电势能之差为多少 结 选择不同的零势能点 两点的电势能发生变化 但两点间的电势能之差却不变 例下图中MN为电场中某一条电场线方向向右 在线取两点a b今将一电荷 q从a移到b则 A 电场力做正功 q的电势能增加 B 电场力做负功 q的电势能增加 C 电场力做正功 q的电势能减少 D 电场力做负功 q的电势能减少 一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示 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 动能减小B 电势能增加 动能和电势能之和减小 重力势能和电势能之和增加 如图所示 匀强电场的场强方向水平向右 场强大小E 300N C 一个质量为m 1 0g的带点小球 用长L 0 4m的丝线系住 丝