高中物理 21《电场力做功与电势能》课件 鲁科版选修31.ppt

电场力做功与电势能 第一节 从能量的角度认识电场 第二章电势能与电势差 复习回顾 1 功的计算 2 重力做功的特点 1 与路径无关 由初末位置的高度差来决定 2 重力做功wg与重力势能变化的关系 3 重力势能是相对的 须选定零势能参考面 功是能量转化的量度 重力做正功 重力势能减少重力做负功 重力势能增加 一个试探电荷在匀强电场中某点由静止释放 将如何运动 动能如何变化 不计重力 在电场力作用下电荷做加速运动 一段时间后获得一定的速度 试探电荷的动能增加 问题 从动能增加 我们会想到什么呢 一 电场力做功的特点 在匀强电场中移动电荷时 静电力做的功与电荷经过的路径无关 只与电荷的起始位置和终止位置有关 对于非匀强电场也适用 b m a f q wab f ab cos qe am 把正电荷沿不同路径从a点移到b电场力做功 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 二 电势能 1 电荷在电场中而具有的能量就叫电势能 电势能与重力势能类似 所以必须选择零势能点 2 零势能选取 零势能点可以任意选 通常选地表面或无穷远地方做为零势能点 正电荷从a点移到b点时 静电力做正功 电荷的电势能减少 正电荷从b点移到a点时 静电力做负功 即电荷克服静电力做功 电荷的电势能增加 如果是负电荷情况相同 三 电场力做功与电势能的变化关系 1 电荷在电场中具有与其位置有关的能量叫电势能 2 电场力对电荷做正功 电荷的电势能减小 电场力对电荷做负功 电荷的电势能增大 电场力做的功等于电势能的减少量 例1 如图 在场强的匀强电场中 点电荷q 1c从a移动到b ab相距l 1m 电场力做功为多少 电势能如何变化 电荷在b点具有的电势能多大 电势能减少 a b 设a点的电势能 wab epa epb 103j 电势能为负表示的物理意义是什么 若设b点的电势能epb 0 电荷在a点的电势能又多大 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 电势能为负表示电荷在该处的电势能比零还要小 4 电势能是电荷和电场所共有的 具有系统性 3 电势能是相对的 与零电势能面有关 5 电势能是标量 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 课堂训练 1 将带电量为6 10 6c的负电荷从电场中的a点移到b点 克服电场力做了3 10 5j的功 再从b移到c 电场力做了1 2 10 5j的功 则 1 电荷从a移到b 再从b移到c的过程中电势能共改变了多少 2 如果规定a点的电势能为零 则该电荷在b点和c点的电势能分别为多少 3 如果规定b点的电势能为零 则该电荷在a点和c点的电势能分别为多少 增加了1 8 10 5j epc 1 8 10 5j epc 1 2 10 5j epb 3 10 5j epa 3 10 5j 小结 一 静电力做功的特点 与路径无关 只与起点和终点的位置有关二 电势能 电荷在电场中具有的能量 势能 1 静电力做的功等于电势能的减少量 wab epa epb静电力做正功 电势能减少静电力做负功 电势能增加2 电荷在某点的电势能 等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功3 电势能是相对的 须建立零势能参考面 电势能有正负之分 负值表示比零还要小 2 如图所示 光滑绝缘细杆竖直放置 细杆右侧距杆0 3m处有一固定的点电荷q a b是细杆上的两点 点a与q 点b与q的连线与杆的夹角均为37 一中间有小孔的