21電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能課件

1、第1節(jié) 電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能第1節(jié) 電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能重力做功有什么特點(diǎn)？重力做功與重力勢(shì)能的變化有怎樣的關(guān)系？答案：重力做功只與初未位置的豎直高度有關(guān)，與移動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)重力做正功、重力勢(shì)能減少，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，重力做多少功，重力勢(shì)能就變化多少精彩回眸重力做功有什么特點(diǎn)？重力做功與重力勢(shì)能的變化有怎樣的關(guān)系？精1電場(chǎng)力做功的推導(dǎo)試探電荷q在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿幾條不同路徑從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，求電場(chǎng)力對(duì)電荷所做的功(1)q沿直線從A移往B，電場(chǎng)力FqE，電場(chǎng)力與位移的夾角始終為，如圖214甲所示W(wǎng)F|AB|cos qE|AM|.電場(chǎng)力做功有什么特點(diǎn)？利用微元法化曲為直.甲乙1電場(chǎng)力做

2、功的推導(dǎo)電場(chǎng)力做功有什么特點(diǎn)？利用微元法化曲為直(2)q沿折線AMB從A點(diǎn)移往B點(diǎn)，如圖214甲所示在線段AM上電場(chǎng)力做功W1qE|AM|，在線段MB上，W20.WW1W2qE|AM|.(3)q沿任意曲線ANB，從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，如圖214乙所示，與電場(chǎng)力平行的短折線的長(zhǎng)度之和等于|AM|，WqE|AM|.2電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中移動(dòng)電荷時(shí)，電場(chǎng)力做的功與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)，但與電荷經(jīng)過(guò)的路徑無(wú)關(guān)溫馨提示：電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)是以勻強(qiáng)電場(chǎng)為例推導(dǎo)出來(lái)的，也適用于非勻強(qiáng)電場(chǎng)(2)q沿折線AMB從A點(diǎn)移往B點(diǎn)，如圖214甲所示在1如圖215所示，在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有相距為L(zhǎng)的A、B

3、兩點(diǎn)，連線AB與電場(chǎng)線的夾角為，將一電荷量為q的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，若沿直線AB移動(dòng)圖2-1-5該電荷，電場(chǎng)力做功W1_；若沿路徑ACB移動(dòng)該電荷，電場(chǎng)力做的功W2_；若沿曲線ADB移動(dòng)該電荷，電場(chǎng)力做的功W3_.由此可知，電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)是_.1如圖215所示，在場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中有相距為L(zhǎng)的A解析：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電荷受到的電場(chǎng)力是恒力，可以直接由功的定義式求功直線AB、折線ACB、曲線ADB在電場(chǎng)線方向上的投影都是BCLcos ，電場(chǎng)力為恒力qE，因此電荷沿三條路徑由A到B，做的功均為qELcos ，電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)是與路徑無(wú)關(guān)，只與始末位置有關(guān)答案：qELcos

4、qELcos qELcos 電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與始末位置有關(guān)解析：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電荷受到的電場(chǎng)力是恒力，可以直接由功的定電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化有怎樣的關(guān)系？1電勢(shì)能的定義電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能等于電荷從這點(diǎn)移到選定的參考點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功，電勢(shì)能用Ep表示2電勢(shì)能的大小類比重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系.若規(guī)定在B點(diǎn)電勢(shì)能為0，EpB0，則EpAWAB，即電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)電勢(shì)能的大小，等于電場(chǎng)力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)能位置時(shí)所做的功電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化有怎樣的關(guān)系？1電勢(shì)能的定義3電場(chǎng)力做的功與電勢(shì)能變化的關(guān)系電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能變化的負(fù)值，WABEAB(EpBEpA)EpAEp

5、B.即電場(chǎng)力做了多少正功，電勢(shì)能就減少多少；電場(chǎng)力做了多少負(fù)功，電勢(shì)能就增加多少3電場(chǎng)力做的功與電勢(shì)能變化的關(guān)系 有一帶電荷量為q3106 C的點(diǎn)電荷，從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，克服電場(chǎng)力做功為6104 J，從B點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力做功9104 J則：(1)以B點(diǎn)為零電勢(shì)能點(diǎn)，電荷在A點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能EpA是多少？(2)如果選C點(diǎn)為零電勢(shì)能點(diǎn)，則電荷在A點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能EpA又是多少？解析(1)以B點(diǎn)為零電勢(shì)能點(diǎn)，電荷由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做功6104 J，即WAB6104 J，由WABEpAEpB，EpB0 J，EpAWAB6104 J，得電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能為6104 J. 有一帶電荷量

6、為q3106 (2)以C點(diǎn)為零電勢(shì)能點(diǎn)，根據(jù)WABEpAEpB，WBCEpBEpC，得WACWABWBC，因?yàn)殡姾蓮腁點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)電場(chǎng)力做功為3104 J，又WACEpAEpC，所以電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能為3104 J.答案(1)6104 J(2)3104 J(2)以C點(diǎn)為零電勢(shì)能點(diǎn)，根據(jù)WABEpAEpB，WBC2. (多選 ）如圖216所示，實(shí)線是一個(gè)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線，虛線是一個(gè)負(fù)的試探電荷在這個(gè)電場(chǎng)中僅在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)的軌跡，若電荷是從a處運(yùn)動(dòng)到b處，以下判斷正確的是()A電荷從a到b加速度減小B電荷在b處電勢(shì)能大C電場(chǎng)方向沿電場(chǎng)線向下D電荷在b處速度小圖2-1-62. (多選 ）如圖216

7、所示，實(shí)線是一個(gè)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線解析：由題圖可知b處的電場(chǎng)線比a處的電場(chǎng)線密，說(shuō)明b處的場(chǎng)強(qiáng)大于a處的場(chǎng)強(qiáng)，電荷在b處受到的電場(chǎng)力大于a處的電場(chǎng)力根據(jù)牛頓第二定律，試探電荷在b處的加速度大于在a處的加速度，A選項(xiàng)錯(cuò)由圖可知，電荷做曲線運(yùn)動(dòng)，受到的電場(chǎng)力的方向應(yīng)沿電場(chǎng)線指向運(yùn)動(dòng)軌跡彎曲的方向因?yàn)樵囂诫姾蓭ж?fù)電，所以電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿電場(chǎng)線向上，C選項(xiàng)錯(cuò)誤根據(jù)試探電荷的位移與所受電場(chǎng)力的夾角大于90，可知電荷由a到b過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)試探電荷做負(fù)功，可判斷由a到b過(guò)程中電荷的電勢(shì)能增加，B選項(xiàng)正確又因電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，系統(tǒng)的能量守恒，電勢(shì)能增加則動(dòng)能減小，即速度減小，D選項(xiàng)正確 答案：BD解析：由題圖可

8、知b處的電場(chǎng)線比a處的電場(chǎng)線密，說(shuō)明b處的場(chǎng)強(qiáng) 如圖218所示，空間有一水平勻強(qiáng)電場(chǎng)，在豎直平面內(nèi)有初速度為v0的帶電微粒，沿圖中虛線由A運(yùn)動(dòng)至B，其能量變化情況是()圖2-1-8A動(dòng)能減少，重力勢(shì)能增加，電勢(shì)能減少B動(dòng)能減少，重力勢(shì)能增加，電勢(shì)能增加C動(dòng)能不變，重力勢(shì)能增加，電勢(shì)能減少D動(dòng)能增加，重力勢(shì)能增加，電勢(shì)能減少 如圖218所示，空間有一水平勻強(qiáng)電場(chǎng)，在解析：A項(xiàng)，微粒沿直線運(yùn)動(dòng)，受到的電場(chǎng)力水平向左，合力與v0反向，由AB電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，故A錯(cuò)B項(xiàng)，重力、電場(chǎng)力都做負(fù)功，重力勢(shì)能、電勢(shì)能都增加，動(dòng)能減少，故B對(duì)C項(xiàng)，合外力與v0反向，對(duì)粒子做負(fù)功，動(dòng)能減少，故C錯(cuò)D項(xiàng)，合外力做負(fù)功、動(dòng)能減少、電場(chǎng)力做負(fù)功、電勢(shì)能增加，故D錯(cuò)答案為B.答案：B解析：A項(xiàng)，微粒沿直線運(yùn)動(dòng)，受到的電場(chǎng)力水平向左