電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能(導(dǎo)學(xué)案)

1、學(xué)習(xí)好資料歡迎下載班級(jí)：姓名：§2.1電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能預(yù)習(xí)案【預(yù)習(xí)目標(biāo)】1、通過與重力的情形類比，認(rèn)識(shí)電場(chǎng)力移動(dòng)電荷所做的功與路徑無關(guān)，這是靜電場(chǎng)的一個(gè)基本性質(zhì)。2、理解電勢(shì)能的概念，知道它們是從能量角度來描述電場(chǎng)的物理量，單位。3、理解電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能之間的關(guān)系，能夠利用此關(guān)系式計(jì)算電場(chǎng)力移動(dòng)電荷所做的功和電勢(shì)能的變化。4、滲透物理學(xué)方法的教育，運(yùn)用類比的思想和用比值定義物理量的方法描述電場(chǎng)的特性。【預(yù)習(xí)自測(cè)】1電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)：不論的電場(chǎng)力做的功與電荷的q 在電場(chǎng)中由什么路徑從位置和A 點(diǎn)移動(dòng)到B 點(diǎn)，電場(chǎng)力做的功都是位置有關(guān)，與電荷經(jīng)過的路徑2電勢(shì)能： 電荷在中具有的勢(shì)能叫

2、做電勢(shì)能，用字母表示，單位.電勢(shì)能是相對(duì)的與重力勢(shì)能相似，與參考位置的選取有關(guān)3電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系(1)電場(chǎng)力做的功電勢(shì)能 改變量 的多少，公式W AB(2)電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能，等于電場(chǎng)力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到時(shí)所做的功4. 類比于重力做功與路徑無關(guān)，所以：（ 1）重力做多少功重力勢(shì)能就改變多少，靜電力做多少功也改變多少。（ 2）在選擇了零勢(shì)能點(diǎn)的位置后重力勢(shì)能才有確定的值，同樣在選擇了之后電勢(shì)能才有確定的值；（ 3）重力勢(shì)能是地球與物體共有的，同樣能是電荷和共有的。【我思我疑】_ _【課堂參考例題】【例 1】下列說法中，正確的是()A . 把兩個(gè)同種點(diǎn)電荷間的距離增大一些，電荷的電勢(shì)能一定增

3、加B. 把兩個(gè)同種點(diǎn)電荷間的距離減小一些，電荷的電勢(shì)能一定增加C. 把兩個(gè)異種點(diǎn)電荷間的距離增大一些，電荷的電勢(shì)能一定增加D. 把兩個(gè)異種點(diǎn)電荷間的距離減小一些，電荷的電勢(shì)能一定增加學(xué)習(xí)好資料歡迎下載【例 2】4. 如圖所示，帶電粒子在電場(chǎng)中由線，虛線為粒子運(yùn)動(dòng)軌跡，則可判定(A . 粒子帶負(fù)電B. 粒子的電勢(shì)能不斷減少C. 粒子的動(dòng)能不斷減少A 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到)B 點(diǎn)，圖中實(shí)線為電場(chǎng)D. 粒子在 A 點(diǎn)的加速度小于在B 點(diǎn)的加速度【例 3】如圖所示， a、 b 是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的兩點(diǎn)已知兩點(diǎn)間的距離為0. 5m，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U ab=2. 4× 103V ，則勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E=103

4、V / m，把電子從 a點(diǎn)移到 b點(diǎn)電場(chǎng)力做功 W=_J，電子的電勢(shì)能將_( 填“增大”、“減少”或“不變”)【例4】（14分）一個(gè)帶正電的微粒，從A 點(diǎn)射入水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，微粒沿直線AB 運(yùn)動(dòng)，如圖， AB 與電場(chǎng)線夾角 =30°，已知帶電微粒的質(zhì)量m=1.0×10 7kg，電量q=1.0×10 10C， A、 B 相距 L=20cm。（取 g = 10m/s2 ，結(jié)果保留二位有效數(shù)字）求：（ 1）說明微粒在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，要求說明理由。（ 2）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向？（ 3）要使微粒從 A 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 B 點(diǎn)，微粒射入電場(chǎng)時(shí)的最小速度是多少？總結(jié)：1、電場(chǎng)

5、力做功與路徑無關(guān)。電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系。2、能量的變化關(guān)系中，可以結(jié)合動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒、能量守恒等規(guī)律進(jìn)行求解。學(xué)習(xí)好資料歡迎下載班級(jí)：姓名：§1.4電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差預(yù)習(xí)案【當(dāng)堂訓(xùn)練】1、一個(gè)帶電小球在空中從點(diǎn)a 運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)b，這一過程重力做功5 J ，電場(chǎng)力做功2 J阻力做功l J ，由此可以判斷小球從點(diǎn)a 運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)b 的過程中，有關(guān)能量的變化是A重力勢(shì)能減小5 J B電勢(shì)能增大2 J C 動(dòng)能增大6 J D機(jī)械能減小3 J，克服空氣EP2、關(guān)于公式=q 可知：（ ）A、電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)，與放在該點(diǎn)電荷具有的電勢(shì)能成正比B、電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)，與放在該點(diǎn)電荷的電荷量成反比

6、C、電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)，與該點(diǎn)是否有電荷，電荷的正負(fù)及電荷量的大小無關(guān)D、放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的點(diǎn)電荷不同，電勢(shì)能也不同，但電勢(shì)能與電荷量的比值保持不變 63× 10 5J 的功，再將該電荷從B 點(diǎn)移到 C 點(diǎn)，電場(chǎng)力做了1.2 × 10 5J 的功 . 則 A、C 間的電勢(shì)差為V，電荷從 A 點(diǎn)移到 B 點(diǎn)再?gòu)?B 點(diǎn)移到 C 點(diǎn)的過程中，電勢(shì)能變化了J.4、在如圖所示的電場(chǎng)中，把點(diǎn)電荷q=+2× 10 11C，由 A 點(diǎn)移到 B 點(diǎn)，電場(chǎng)力做功WAB=4 × 1011J.A、 B 兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 UAB 等于多少？ B、 A兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UBA 等于多少？學(xué)

7、習(xí)好資料歡迎下載§1.4電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差預(yù)習(xí)案【鞏固練習(xí)】1下列說法中哪些是正確的（）A沿電場(chǎng)線的指向，場(chǎng)強(qiáng)一定越來越小B沿電場(chǎng)線的指向，電勢(shì)一定越來越低C沿電場(chǎng)線方向移動(dòng)電荷，電勢(shì)能逐漸減小D在電場(chǎng)力作用下，正電荷一定從電勢(shì)高處向電勢(shì)低處移動(dòng)2對(duì)于電場(chǎng)中A、 B 兩點(diǎn)，下列說法正確的是（）A電勢(shì)差的定義式UAB=WAB/q說明兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB與電場(chǎng)力做功WAB成正比， 與移動(dòng)電荷的電荷量q 成反比B A、B 兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于將正電荷從C將 1C 電荷從 A 點(diǎn)移到 B 點(diǎn)，電場(chǎng)力做A 點(diǎn)移到 B 點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功1J 的功，這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為1VD若電荷由 A 點(diǎn)移到 B

8、點(diǎn)的過程，除受電場(chǎng)力外，還受其他力的作用，電荷電勢(shì)能的變化就不再等于電場(chǎng)力所做的功3 a、 b 為電場(chǎng)中的兩點(diǎn)，且 a 點(diǎn)電勢(shì)高于 b 點(diǎn)，則可知（ ）A把負(fù)電荷從 a 點(diǎn)移到 b 點(diǎn)電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加B把正電荷從 a 點(diǎn)移到 b 點(diǎn)電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少C無論移動(dòng)的是正電荷還是負(fù)電荷，電荷的電勢(shì)能都要減少D無論是否有電荷移動(dòng)，a 點(diǎn)電勢(shì)能總是大于b 點(diǎn)的電勢(shì)能4一個(gè)帶正電的質(zhì)點(diǎn)，電荷量Q=2.0× 10 9C，在靜電場(chǎng)中由a 點(diǎn)移到 b 點(diǎn)，在此過程中，除電場(chǎng)力外，其他力做的功為6.0 × 10 5J，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能增加了8.0 × 105J ，則 a、 b

9、 兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為（）A 3× 104VB 1×104VC 4× 104VD 7×104V 85如果把 q=1.0 × 10C的正電荷， 從無窮遠(yuǎn)移至電場(chǎng)中的A 點(diǎn)，需要克服電場(chǎng)力做功W=1.2× 10 4J. 那么： q 在 A 點(diǎn)的電勢(shì)能和 A 點(diǎn)的電勢(shì)各是多少？6.一帶負(fù)電的粒子， q 2.0 ×10 9C，在靜電場(chǎng)中由 a 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 b 點(diǎn)，除電場(chǎng)力外，其它力作的功為 6.0 ×10 5J，粒子動(dòng)能增加了 8.0 ×10 5J，求 a、 b 兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 Uab 等于多少？7（選做） A、 B

10、兩帶電小球， A 固定不動(dòng)， B 的質(zhì)量為 m，電荷量為 q，在庫(kù)侖力作用下， B 由靜止開始在水平 面上運(yùn)動(dòng) . 已知開始時(shí)， A、B 間的距離為 L，B 的加速度為 a，經(jīng)過一段時(shí)間后， B的加速度為a/4.少量為多少？如果此時(shí) A、B 間距離為多少？已知此時(shí)A 不固 定，且質(zhì)量為2m，電荷量為B 的速度為v，則在此過程中電荷電勢(shì)能的減2q，則同樣當(dāng)B的速度為v 時(shí)， A、 B 兩個(gè)電荷的電勢(shì)能減少量又為多少？學(xué)習(xí)好資料歡迎下載電勢(shì)能電勢(shì)與電勢(shì)差預(yù)習(xí)案參考答案【課堂參考例題】【例 1】在靜電場(chǎng)中，下列說法中錯(cuò)誤的是：（）A、電場(chǎng)強(qiáng) 度為零的點(diǎn)，電勢(shì)也一定為零B、電場(chǎng)強(qiáng)度處處相等的區(qū)域內(nèi)，電

11、勢(shì)也一定處處相等C、只在電場(chǎng)力作用下，正電荷一定從電勢(shì)高的地方向電勢(shì)低的地方移動(dòng)D、沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)一定越來越低【解析】電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)是從不同的角度描述電場(chǎng)性質(zhì)的兩個(gè)物理量，前者從力的角度，后者從能量的角度，兩者之間沒有直接的對(duì)于關(guān)系。在等量同種電荷形成的電場(chǎng)中，它們連線的中點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零，但電勢(shì)卻不為零；勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)處處相等，而沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)卻在不斷降低；正電荷在電場(chǎng)中的移動(dòng)方向還和它的初速度方向有關(guān)，如果初速度是逆著電場(chǎng)線方向的，那么它移動(dòng)的開始階段從低電勢(shì)向高電勢(shì)。電場(chǎng)線的方向是電勢(shì)的降落的方向。綜上所述：A、 B、 C 中的表述都是錯(cuò)誤的。答案為A、B、 C。【例 2】如圖所示

12、， 將一個(gè)電荷量為q = +3×10 -10C 的點(diǎn)電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到 B點(diǎn)的過程中，克服電場(chǎng)力做功6×10-9J 。該點(diǎn)電荷的電勢(shì)能如何變化，變化了多少？已知A 點(diǎn)的電勢(shì)為A= -4V，求 B 點(diǎn)的電勢(shì)。解析：先由W=qU，得 AB 間的電壓為20V，再由已知分析：向右移動(dòng)正電荷做負(fù)功，說明電場(chǎng)力向左，因此電場(chǎng)線方向向左，得出B 點(diǎn)電勢(shì)高。因此B=16V。【例 3】如圖所示， a、b 為豎直方向上的電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)，一帶電質(zhì)點(diǎn)在電場(chǎng)線方向向上運(yùn)動(dòng)，到b 點(diǎn)速度恰好為零，下列說法中正確的是：A、帶電質(zhì)點(diǎn)在a、 b 兩點(diǎn)所受的電場(chǎng)力都是豎直向上的B、 a 點(diǎn)電勢(shì)比b 點(diǎn)的電

13、勢(shì)高C、帶電質(zhì)點(diǎn)在a 點(diǎn)的電勢(shì)能比在b 點(diǎn)的電勢(shì)能小a 由靜止釋放，沿（）D、 a 點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比b 點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大【解析】帶電質(zhì)點(diǎn)在 a 點(diǎn)，由靜止釋放向上運(yùn)動(dòng)，說明電場(chǎng)力向上，且應(yīng)滿足 Eaq mg，而又靜止于 b 點(diǎn)，說明電場(chǎng)力仍向上，用 Ebq=mg，選項(xiàng) A、 D 正確，因不知質(zhì)點(diǎn)的帶電性質(zhì)，故無法確定 a、b 兩點(diǎn)的電勢(shì)高低，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤， a 到 b 的運(yùn)動(dòng)過程中，電場(chǎng)力和重力做功，由動(dòng)能定理可知， W電 +W重 =0，因?yàn)?W重為負(fù)值， 故 W電必為正值， 而電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，即b 點(diǎn)的電勢(shì)能小于a 點(diǎn)電勢(shì)能 ，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤?！纠?4】如圖所示，光滑絕緣細(xì)桿豎直放置，細(xì)桿右側(cè)距桿0.3m 處有一固定的點(diǎn)電荷 Q， A、 B 是細(xì)桿上的兩點(diǎn)，點(diǎn)A 與 Q、點(diǎn) B 與的連線與桿的夾角均為=37°。一中間有小孔的帶電小球穿在絕緣細(xì)桿上滑下，通過A 點(diǎn)時(shí)加速度為零，速度為3m/s，取 g=10m/s2，求小球下落到B 點(diǎn)時(shí)的加速度和速度的大小。【解析】求小球至B 的加速度，從受力分析出發(fā)，探求小球在A、 B 兩點(diǎn)的受力情況，從而確定加速度的關(guān)系。在 A 處，小球受力如圖所示，由題意可知：K?Qq/r2cos - mg=0 在 B 處，小球受力如圖所示，由題意可知：K?Qq/r2cos+mg=ma 學(xué)習(xí)好資料歡迎下載由、得a=2g