沪科版选修31 2.3研究电场的能的性质(一) 学案.docx

学案2研究电场的能的性质(一)目标定位 1.知道电场力做的功与移动电荷的路径无关.2.掌握电场力做的功与电势能变化的关系.3.会应用wabquab进行有关计算一、电场力做功的特点1如图1所示，试探电荷q在电场强度为e的匀强电场中，沿直线从a移动到b，电场力做的功为多少？若q沿折线amb从a点移动到b点，电场力做的功为多少？图12若q沿任意曲线从a点移动到b点，电场力做的功为多少？据1、2可得出什么结论要点总结1电场力做功的特点：电场力对某电荷所做的功，与该电荷的电荷量_，与电荷经过的路径_(填“有关”或“无关”)2电场力做功与重力做功相似，在任意静电场中，只要初、末位置确定了，移动某电荷q做的功就是确定值例1(多选)下列说法正确的是()a电荷从电场中的a点运动到了b点，路径不同，电场力做功的大小就可能不同b电荷从电场中的某点开始出发，运动一段时间后，又回到了该点，则电场力做功为零c正电荷沿着电场线运动，电场力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线运动，电场力对负电荷做正功d在匀强电场中，电场力做功与路径无关，在非匀强电场中，电场力做功与路径有关二、电势能类比重力做功与重力势能变化的关系，电场力做正功，电势能如何变化？电场力做负功，电势能如何变化？电场力做功与电势能变化有怎样的数量关系？ 要点总结1电势能：电荷在电场中具有的势能，叫做_，用_表示2电场力做功是_变化的量度，关系：wab_，即电场力做正功，电荷的电势能_，电场力做负功，电荷的电势能_3电荷在电场中某点的电势能，等于在电场力作用下把它从这点移动到_位置时电场力做的功4电势能具有相对性电势能零点的规定：通常把电荷在离开场源电荷_处的电势能规定为零，或把电荷在_上的电势能规定为零延伸思考当正电荷顺着电场线运动时，电场力做什么功？电势能是增加还是减少？当负电荷顺着电场线运动时，电场力做什么功？电势能是增加还是减少？例2如图2所示，a、b、c为电场中同一电场线上的三点设电荷在电场中只受电场力作用，则下列说法正确的是()图2a若在c点无初速度地释放正电荷，则正电荷向b运动，电势能减少b若在c点无初速度地释放正电荷，则正电荷向a运动，电势能增加c若在c点无初速度地释放负电荷，则负电荷向a运动，电势能增加d若在c点无初速度地释放负电荷，则负电荷向b运动，电势能减少三、电势差在图1所示的示例中，我们知道了同一电荷沿不同路径由a移到b，电场力做的功是相同的，那么移动不同电荷从a至b，电场力做的功是否相同？电场力做的功与电荷量q的比值是否相同？ 要点总结1电势差：将电荷从a点移到b点的过程中，电场力对电荷做的功wab与所移动的_的比值，公式为_单位：_，简称伏，符号_如果1 c的正电荷在电场中由一点移动到另一点，电场力所做的功为1 j，这两点间的电势差就是_，即1 v_.2电势差是用_法定义的物理量uab与wab和q_，只跟电场中a、b两点的位置和电场强度有关3电势差是标量，但有正、负之分4用uab或wabquab计算时，各物理量符号的处理：(1)带正、负号进行运算：把电荷q的电性和两点间的电势差u的正、负号代入，算出的功为正，则说明电场力做正功，电荷的电势能减小；算出的功为负，则说明电场力做负功，电荷的电势能增大(2)只将绝对值代入公式运算：即在计算时，q、u都取绝对值，算出的功也是绝对值，至于电场力做的是正功还是负功，可以根据电荷的正、负及电荷移动的方向与电场线方向的关系判断例3对于电场中的a、b两点，下列说法正确的是()a电势差的定义式uab，说明两点间的电势差uab与电场力做功wab成正比，与移动电荷的电荷量q成反比ba、b两点间的电势差等于将正电荷从a点移到b点电场力所做的功c若将1 c正电荷从a点移到b点，电场力做1 j的功，则两点间的电势差为1 vd若电荷由a点移到b点的过程中，除受电场力外，还受其他力的作用，则电荷电势能的变化就不再等于电场力所做的功例4在电场中把一个电荷量为6106 c的负电荷从a点移到b点，克服电场力做功3105 j，再将电荷从b点移到c点，电场力做功1.2105 j，求a点与b点，b点与c点间的电势差针对训练若将一个电量为2.01010 c的正电荷，从零电势点移到电场中m点要克服电场力做功8.0109 j，则m点的电势是_v；若再将该电荷从m点移到电场中的n点，电场力做功1.8108 j，则m、n两点间的电势差umn_v.1(对电势差的理解)(多选)下列说法正确的是()aa、b两点的电势差等于将负电荷从a点移到b点时克服电场力所做的功b电势差是一个标量，但有正、负值之分c由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关da、b两点的电势差是恒定的，不随零电势能位置的不同而改变，所以uabuba2(电势差、电势能和电场力做功)在静电场中，一个电子由a点移到b点时电场力做功为5 ev(1 ev1.61019 j)，则以下说法中正确的是()a电场强度的方向一定由b沿直线指向aba、b两点间电势差uab5 vc电子的电势能减少5 evd电子的电势能减少5 j3(电场力做功、电势能和电势差的关系)把质量为m4.0106 kg，带电荷量为q1.0104 c的粒子，在电场中的a点由静止释放当它运动到b点时，电场力对它做功w1.251017 ev，则a、b两点间电势差为多少？粒子运动到b点时的速度为多少？4(电场力做功与电势能变化的关系)在电场中把一个电荷量为6106 c的负电荷从a点移到b点，克服电场力做功3105 j，则电荷从a到b的过程中，电势能变化了多少？是增加还是减少？若规定电荷在b点的电势能为零，则电荷在a点的电势能为多大？答案精析知识探究一、1电场力fqe，电场力与位移夹角为，电场力对试探电荷q做的功wf|ab|cos qe|am|.在线段am上电场力做的功w1qe|am|，在线段mb上电场力做的功w20，总功ww1w2qe|am|.2wqe|am|.电荷在匀强电场中从不同路径由a运动到b，电场力做功相同说明电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关要点总结1有关无关典型例题例1bc二、电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加电场力做功的值等于电势能的变化量，即：wabepaepb.要点总结1电势能ep2电势能epaepb减少增加3零电势能4无限远地球表面延伸思考正电荷顺着电场线运动时，电场力做正功，电势能减少负电荷顺着电场线运动时，电场力做负功，电势能增加典型例题例2a若在c点无初速度地释放正电荷，正电荷所受电场力向右，则正电荷向b运动，电场力做正功，电势能减少；若在c点无初速度地释放负电荷，负电荷所受电场力向左，则负电荷向a运动，电场力做正功，电势能减少三、电场力做的功wabqel，所以移动不同电荷做的功不同；但el是相同的要点总结1电荷quab伏特v1 v1 j/c2比值无关典型例题例3c两点间的电势差由电场本身决定，与移动电荷及电场力做功无关，故a错；电荷在电场中运动时，不管受几个力作用，其电势能变化总等于电场力做功，故d错；由公式uab，可知b错，c对例4uab5 vubc2 v解析根据电场力做功与电势差的关系得：uab v5 v，ubc v2 v.针对训练4090解析由题意可知，从o点移到m点电场力做功wom8109 j，根据公式wqu可知，uom v40 v，uom0m40 v，故m40 v；将该点电荷从m点再移至n点电场力做功1.8108 j，根据公式wqu可知，umn v90 v.达标检测1bc2.c3200 v100 m