2018版高中物理第2章电场与示波器2.2研究电场的能的性质一学案沪科版.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