【物理】静电力做功与电势能同步课件 2025-2026学年高二上学期物理鲁科版必修第三册

第二章

电势能与电势差第1节静电力做功与电势能一个试探电荷在匀强电场中某点由静止释放,将如何运动?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.什么能转换为动能的呢，能否从能量的角度解释呢EF+qAB(1)如图丙所示，在电场强度为E的匀强电场中，若将一个带正电的电荷量为q的试探电荷沿电场方向从A点移动到B点，移动距离为d，则静电力做功为多少？(2)如果将这个试探电荷从A点沿折线ACB移动到B点，则静电力做功为多少？(3)如果试探电荷沿任一路径从A点移动到B点(如图丙中的曲线表示的路径)，静电力做功又是多少？可得出什么结论。知识点一：静电力做功的特点CAB如果不是沿直线运动呢？(1)沿直线AB运动(2)沿折线ACB运动结论：以上两种不同路径中静电力对q所做的功一样W1=F·|AB|=qE·d全过程做功W2=qE·|AB|+0=qE·dθE+qFdll′EAB(3)沿任一路径从A点移动到B点+qFFFFx1x2x3x4x1+x2

+x3

+x4…=?由以上的推导我们发现了什么?W1

=qE·x1W2=qE·x2W3=qE·x3|AB|W4=qE·x4沿曲线电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？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，仅与电荷的起始位置和终止位置有关，该结论对于非匀强电场也是适用的。复习回顾——重力做功和重力势能重力做功与路径无关，只与初末位置有关重力做功导致重力势能发生变化重力做正功，重力势能减少，重力势能转化为其他形式的能。重力做负功，重力势能增加，其他形式的能转化为重力势能。知识点二：电势能2.电场力做功和电势能的关系（1）当WAB>0，则EpA>EpB,表明电场力做正功，电势能减小；（2）当WAB<0，则EpA<EpB,表明电场力做负功，电势能增加。WAB=EpA-EpBEAB+qFO1.定义：电荷在电场中具有的势能叫电势能，用符号EP表示。3.电势能是相对的，具体数值与零势能面的选取有关；4.电势能为电荷和对它作用的电场组成的系统共有。5.电势能是标量。

通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为0，或把电荷在大地表面的电势能规定为0。我们说某个电荷的电势能，只是一种简略的说法。6.电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移动到零势能位置时静电力做的功。

取无穷远处为零电势能点，A、B两点的电荷qA、qB

的电势能分别等于将qA、qB由A、B两点沿任意路径移到无穷远处静电力做的功，即EpA

=WA∞，EpB=WB∞。对比项电势能重力势能定义电荷在电场中某点时所具有的势能物体因被举高而具有的势能系统电荷与电场物体与地球能量来源电荷与电场间的相互作用物体与地球间的重力相互作用相对性具有相对性，需先确定零势能面具有相对性，需先确定零势能面（通常取地面或无穷远处）做功与势能变化电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增加重力做正功，重力势能减小；重力做负功，重力势能增加做功特点与路径无关，只与始末位置有关与路径无关，只与始末位置的高度差有关例题：如图所示，两块平行金属板间距离为4cm，电场强度为5×105N/C。一电子沿电场线从正极板运动到负极板时，静电力做了多少功？它的电势能怎样变化？若规定负极板为零电势能点，电子在正极板的电势能多大？（电子电荷量的大小为1.60×10-19

C）解：已知E

=5×105N/C，q=1.60×10-19

C，d=0.04m。电子从正极板运动到负极板过程中，所受静电力方向与位移方向相反，静电力做的功

W=qEdcos180°=-1.60×10-19×5×105×0.04J=-3.2×10-15J所以，电子的电势能增大了3.2×10-15J。若规定负极板为零电势能点，电子在正极板具有的电势能Ep=W=-3.2×10-15J负号表示电子在正极板的电势能比在负极板的电势能小。静电力做功的特点1.定义：电荷在电场中具有的势能叫电势能，用符号EP表示。2.电场力做功和电势能的关系：WAB=EpA-EpB电势能静电力做功与电势能1.起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关2.与电荷经过的路径无关１.下列说法中正确的是（）A.当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大B.当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能减小D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能增大ABC２.一个电荷只在电场力作用下从电场中的A点移到B点时，电场力做了5×10－6J的功，那么()A．电荷在B处时将具有5×10－6J的电势能B．电荷在B处将具有5×10－6J的动能C．电荷的电势能减少了5×10－6JD．电荷的动能增加了5×10－6JCD3.(多选)如图所示，固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点，已知MQ<NQ。下列叙述正确的是（）A.若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做正功，电势能减少。B.若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则该电荷克服静电力做功，电势能增加。C.若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，则静电力对该电荷做正功，电势能减少。D.若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿不同路径移回到M点，则该电荷电势能不变。AD4.有一个电荷量q=﹣3×10-6C的点电荷，从电场中的A移到B，WAB

=﹣6×10-4J，从B移到C，WBC

=9×10-4