电场力做功与电势能

1、个性化教学辅导教案 学科： 物理 任课教师： 程德超 授课时间：20 16 年 7 月 23 日(星期六 )姓名熊懿桥年级高二 课 题电场力做功与电势能教学目标难点重点课堂教学过程课前检查 过程例1、A和B为电场中某条电场线上的点，如图：将q=410-9C的正电荷从A点移到B点需克服电场力做功5 10-7J，则: 电场方向由AB还是BA？ 电荷在哪点时电势能大？大多少？例2、如图,在场强为 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?若规定EPA=0,则EPB=?例3、已知电荷q均匀分布在半球面AB上，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O

2、的轴线，如图所示，M是位于CD轴线上球面外侧，且OM=ON=L=2R。已知M点的场强为E，则N点的场强为（ ）（A）E （B） （C）（D）电势能（Ep）和电势（）： 1、电势能（1）定义：因电场对电荷有作用力而产生的由电荷相对位置决定的能量叫电势能。（类似重力势能）（2）电势能标量，具有相对性，通常取无穷远处或大地为零势能点，因此电势能有正负。单位：J或eV（3）电场力做功是电势能变化的量度：电场力对电荷做正功，电荷的电势能减少；电荷克服电场力做功，电荷的电势能增加；电场力做功的多少和电势能的变化数值相等。WAB（EPBEPA）EPAEPB2、电势（1）概念：电荷在电场中某一点的电势能与它的

3、电荷量的比值，叫做这一点的电势。（2）公式: 单位：伏特，符号V 1V=1J/C（3）物理意义：描述电场能的特性，由场源电荷量和相对位置来决定，与是否放试探电荷无关。a电势是标量，只有大小，没有方向，但有正负。b电势是表征电场中某点的能的性质的物理量，仅与电场中某点性质有关。类似场强Ec电势是相对的，只有选定了零电势点后才有意义，类似重力场中的高度。（大地或无穷远默认为零）d电势与电场线的关系：电势沿电场线降低。（电场线指向电势降低的方向）电势差（U）、等势面、电势差和场强的关系： 1、电势差与电场力做功（1） 电荷在电场中一点A移动另一点B时，电场力所做的功与它的电荷量的比值，叫做这两点间的

4、电势差。定义式：UAB= 单位：V 各量均可带正负号运算。 （2） 电势差（即电压）：电场中两点间的电势的差值叫电势差电场中A点电势为A，B点电势为B，则AB间的电势差表示成UAB=A-B， UAB=UBA （3）电场力做功的公式：电荷q从A移到B时，电场力做功WAB为： WAB= qUAB 此公式适用于任何电场。电场力做功只与电荷的始、末位置间的电势差有关，而与电荷运动的具体路径无关。（类比重力做功）2、等势面（1）性质： 在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功 电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。 在相邻等势面电势差相等的前提下，等势面

5、越密，电场强度越大 等势面不相切，不相交（2）几种电场的电场线及等势面3、电场强度与电势差的关系由WAB= qUBA和WAB= qEd，得：UAB= Ed此式只适用于匀强电场 d是电场中A、B在电场线方向上的距离注意：场强E和电势没有直接关系。它们之间的关系与加速度a和速度v的关系相似E反映了匀强电场中电场强度与电势差之间的关系，电场强度的方向就是电场中电势降低最快的方向E适用于匀强电场的计算，但对于某些非匀强电场问题，用公式E可以定性分析某些问题。 UU0x1x2x0例1.（）某静电场沿x方向的电势分布如图所示，则 ( )A在0x1之间不存在沿x方向的电场B在0x1之间存在着沿x方向的匀强电

6、场C在x1x2之间存在着沿x方向的匀强电场D在x1x2之间存在着沿x方向的非匀强电场例2.（）两个等量点电荷位于x轴上，它们的静电场的电势随位置x变化规律如图所示(只画出了部分区域内的电势)，x轴上两点B、C点，且OBOC，由图可知（ ）（A）C点的电势低于B点的电势（B）B点的场强大小大于C点的场强大小，B、C点的电场方向相同（C）正电荷可以在x轴上B、C之间的某两点做往复运动（D）负电荷沿x轴从移到的过程中电场力先做正功后作负功例3.（）A、B两点各放有电量为Q和2Q的点电荷，A、 B、C、D四点在同一直线上，且ACCDDB将一正电荷从C点沿直线移到D点，则 （ ）（A）电场力一直做正功

7、（B）电场力先做正功再做负功 （B）电场力一直做负功 （D）电场力先做负功再做正功例4.（）如图所示，把电量为5109C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；若A点的电势UA15V，B点的电势UB10V，则此过程中电场力做的功为 J。例5.（）带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图所示，可以判断（ ）A粒子的加速度在a点时较大B粒子的电势能在b点时较大C粒子可能带负电，在b点时速度较大D粒子一定带正电，动能先变小后变大例6.（)如图所示，在匀强电场中有A、B、C三点，在以它们为顶点的三角形中，A=3

8、0，C=90，电场方向与三角形所在平面平行。已知A、B、C三点的电势分别为（3）V、（3+）V和3V，则A、B连线中点处的电势为_V，该三角形外接圆上的最高电势为_ V。ABC（30例7.（）在长为l的绝缘轻杆两端分别固定带电量分别为q、q的等量异种点电荷，放入场强为E的匀强电场中，轻杆可绕中点O自由转动，若忽略两点电荷间的相互作用，在轻杆与电场线夹角为时，两点电荷受到的电场力对O点的合力矩大小为_，若设过O点的等势面电势为零，则两电荷具有的电势能之和为_。1：若将一个电量为2.01010C的正电荷，从零电势点移到电场中M点要克服电场力做功8.0109J，则M点的电势是 V；若再将该电荷从M点

9、移到电场中的N点，电场力做功1.8108J，则M、N两点间的电势差UMN V。O+qqE2：如图所示，水平平行线代表电场线，但未指明方向，带电量为10-8C的正电微粒，在电场中只受电场力的作用，由A运动到B，动能损失210-4J，A点的电势为-2103V，则微粒运动轨迹是虚线_ （填“1”或“2”），B点的电势为_V3. 如图所示，在平面直角中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，已测得坐标原点处的电势为0 V，点处的电势为6 V, 点处的电势为3 V,那么电场强度的大小为E= V/m，方向与X轴正方向的夹角为 。Oox(cm)y(cm)A(6,0)B(0,)o4. 如图所示，有一个匀强电场，方向

10、平行于纸面。电场中有A、B、C、D四点，已知AD=DB=BC=d，且ABBC。有一个电量为q的正电荷从A点移动到B点电场力做功为2W，从B点移动到C点克服电场力做功为W。则电场中D点的电势 （填“大于”“小于”或“等于”）C点的电势；该电场的电场强度为 。5.如图所示，空间存在两个被固定的、等量同种正点电荷M、N，在它们的连线上有A、B、C三点，已知MA=CN= NB，MArB.若不计重力，则()A带电粒子一定带正电B带电粒子所受电场力先做正功后做负功C带电粒子在B点的动能大于在A点的动能D带电粒子在B点的电势能大于在A点的电势能14、如图所示，在两个固定的等量异种点电荷连线上，靠近负电荷的b

11、处释放一初速为零的带负电的质点，在质点运动过程中，以下说法中正确的是（ ）+-b（A）带电质点的动能越来越大 （B）带电质点的电势能越来越大 （C）带电质点的加速度越来越大 （D）带电质点通过各点的电势越来越低15、如图所示，在a点由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，粒子到达b点时速度恰好为零，设ab所在的电场线竖直向下，a、b间的高度差为h，则 （ ）baA带电粒子带负电Ba、b两点间的电势差Uab=mgh/qCb点场强大小为mg/qDa点场强大于b点场强16、如右图甲所示，有一质量为m、带电量为的小球在竖直平面内做单摆，摆长为L，当地的重力加速度为，则周期 ；若在悬点处放一带正电

12、的小球（图乙），则周期将 。（填“变大”、“不变”、“变小”）甲乙17、如图所示，带正电的甲球固定在足够大的光滑绝缘水平面上的A点，其带电量为Q；质量为m、带正电的乙球在水平面上的B点由静止释放，其带电量为q；A、B两点间的距离为l0。释放后的乙球除受到甲球的静电力作用外，还受到一个大小为F = （k为静电力常数）、方向指向甲球的恒力（非电场力）作用，两球均可视为点电荷。求：（1）乙球在释放瞬间的加速度大小；（2）乙球的速度最大时两球间的距离；（3）若乙球运动的最大速度为vm，求乙球从开始运动到速度为vm的过程中电势能的变化量。18、如图所示，直角形轻支架两端分别连接质量为m和2m的小球A和B

13、。支架的两直角边长度均为L，可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，空气阻力不计。设A球带正电，电荷量为q，B球不带电，处在竖直向下的匀强电场中。若杆OA自水平位置由静止释放，当杆OA转过37时，小球A的速度最大，则匀强电场的场强E的大小为_；若A球、B球都不带电，重复上述操作，当A球速度最大EB A LL O +q时，杆OA转过的角度将_（选填“增大”、“减小”或“不变”）。（已知sin370.6，cos370.8）19、如图所示，在A点固定一点电荷，电荷量为+Q，已知点电荷Q周围各点的电势=（r是各点离Q的距离）。在A点正上方离A高度为h的B点由静止释放某带电的液珠（可以看作点电荷），液珠开始运动瞬间的加速度大小为（g为重力加速度）。静电常量为k，若液珠只能沿竖直方向运动，不计空气阻力，则液珠的电量与质量的比值为_；若液珠向下运动，到离A上方h/2处速度恰好为零，则液珠的最大速度为20、如图所示，光滑的平行导轨P、Q相距L=1m，处在同一水平面内，导轨左端