1、2.2 研究电场的能的性质(一),第2章 电场与示波器,目标定位 1.知道电场力做的功与移动电荷的路径无关. 2.掌握电场力做的功与电势能变化的关系. 3.会应用WABqUAB进行有关计算.,内容索引,知识探究 新知探究 点点落实,达标检测 当堂检测 巩固反馈,知识探究,1.如图1所示，试探电荷q在电场强度为E的匀强电场中，沿直线从A移动到B，电场力做的功为多少？若q沿折线AMB从A点移动到B点，电场力做的功为多少？(设AML),一、电场力做功的特点,答案 电场力FqE，电场力与位移夹角为，电场力对试探电荷q做的功WF cos qEL. 在线段AM上电场力做的功W1qEL，在线段MB上电场力做
2、的功W20，总功WW1W2qEL.,图1,答案,2.若q沿任意曲线从A点移动到B点，电场力做的功为多少？据1、2可得出什么结论.,答案 WqEL.电荷在匀强电场中从不同路径由A运动到B，电场力做功相同.说明电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关.,答案,要点总结 1.电场力做功的特点：电场力对某电荷所做的功，与该电荷的电荷量_，与电荷经过的路径 .(填“有关”或“无关”) 2.电场力做功与重力做功相似，在任意静电场中，只要初、末位置确定了，移动某电荷q做的功就是确定值.,有,关,无关,例1 (多选)下列说法正确的是 A.电荷从电场中的A点运动到了B点，路径不同，电场力做功的大小就可能不同 B
3、.电荷从电场中的某点开始出发，运动一段时间后，又回到了该点，则电场力做功为零 C.正电荷沿着电场线运动，电场力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线运动，电场力对负电荷做正功 D.在匀强电场中，电场力做功与路径无关，在非匀强电场中，电场力做功与路径有关,答案,1.对比电场力做功和重力做功的特点，它们有什么相同之处？电场力做功引起什么能的变化？,答案,二、电场中的功能关系 电势能,答案 都与路径无关.电场力做功引起电势能的变化.,2.类比重力做功与重力势能变化的关系，电场力做正功，电势能如何变化？电场力做负功，电势能如何变化？电场力做功与电势能变化有怎样的关系？,答案 电场力做正功，电势能减少；电场力
4、做负功，电势能增加. 电场力做功与电势能变化的关系：WABEpAEpB.,要点总结 1.电势能： 在电场中具有的 能，叫做电势能，用 表示. 2.电场力做功与电势能变化的关系：WAB ，即电场力做正功，电荷的电势能 ，电场力做负功，电荷的电势能 . 3.电荷在电场中某点的电势能，等于在电场力作用下把它从这点移动到 位置时电场力做的功. 4.电势能具有相对性： 电势能零点的规定：通常把电荷在离开场源电荷 处的电势能规定为零，或把电荷在 上的电势能规定为零.,电荷,势,Ep,EpAEpB,减少,增加,零电势能,无限远,地球表面,延伸思考 当正电荷顺着电场线运动时，电势能如何变化？当负电荷顺着电场线
5、运动时，电势能如何变化？,答案 正电荷顺着电场线运动时，电场力做正功，电势能减少.负电荷顺着电场线运动时，电场力做负功，电势能增加.,答案,例2 将带电荷量为6106 C的负电荷从电场中的A点移到B点，克服静电力做了3105 J的功，再从B移到C，静电力做了1.2105 J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？,答案,解析,答案 见解析,解析 WACWABWBC3105 J1.2105 J 1.8105 J. 电势能增加了1.8105 J.,(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？,答案,解析,答案 见解析,解析 如果规定A点
6、的电势能为零，由公式得该电荷在B点的电势能为EpB EpAWAB0WAB3105 J. 同理，C点的电势能为EpCEpAWAC0WAC1.8105 J.,在图1所示的示例中，我们知道了同一电荷沿不同路径由A移到B，电场力做的功是相同的，那么移动不同电荷从A至B，电场力做的功是否相同？电场力做的功与电荷量q的比值是否相同？,三、电势差,答案,要点总结 1.电势差：(1)定义：将电荷从A点移到B点的过程中，电场力对电荷做的 功WAB与所移动的 的比值 (2)公式：_. (3)单位： ，简称伏，符号是 . (4)如果1 C的正电荷在电场中由一点移动到另一点，电场力所做的功为 1 J，这两点间的电势差
7、就是 ，即1 V . 2.电势差是用 法定义的物理量.UAB与WAB和q ，只跟电场中A、B两点的位置和电场强度有关. 3.电势差是标量，但有正、负之分.,电荷q,伏特,V,1 V,1 J/C,比值,无关,(1)带正、负号进行运算：把电荷q的电性和两点间的电势差U的正、负号代入，算出的功为正，则说明电场力做正功，电荷的电势能减小；算出的功为负，则说明电场力做负功，电荷的电势能增大. (2)只将绝对值代入公式运算：即在计算时，q、U都取绝对值，算出的功也是绝对值，至于电场力做的是正功还是负功，可以根据电荷的正、负及电荷移动的方向与电场线方向的关系判断.,例3 对于电场中A、B两点间的电势差，下列
8、说法中正确的是,答案,解析,B.A、B两点间的电势差UAB与移动电荷的电荷量q无关 C.把负电荷从A点移到B点电场力做正功，则有UAB0 D.电场中A、B两点间的电势差UAB等于把正电荷q从A点移动到B点时电场力做的功,解析 根据电势差的定义，电场中两点间的电势差等于将单位正电荷从一点移到另一点时电场力所做的功，仅由电场及两点的位置决定，与移动电荷的电荷量及做功的多少无关，故B正确.,例4 在电场中把一个电荷量为6106 C的负电荷从A点移到B点，克服电场力做功3105 J，再将电荷从B点移到C点，电场力做功1.2105 J，求A点与B点，B点与C点间的电势差.,答案,解析,答案 UAB5 V
9、 UBC2 V,解析 根据电场力做功与电势差的关系得：,达标检测,1.(电场力做功与电势能变化的关系)如图2所示，A、B、 C为电场中同一电场线上的三点.设电荷在电场中只受电 场力作用，则下列说法正确的是 A.若在C点无初速度地释放正电荷，则正电荷向B运动，电势能减少 B.若在C点无初速度地释放正电荷，则正电荷向A运动，电势能增加 C.若在C点无初速度地释放负电荷，则负电荷向A运动，电势能增加 D.若在C点无初速度地释放负电荷，则负电荷向B运动，电势能减少,答案,1,2,3,4,图2,解析,解析 若在C点无初速度地释放正电荷，正电荷所受电场力向右，则正电荷向B运动，电场力做正功，电势能减少；若
10、在C点无初速度地释放负电荷，负电荷所受电场力向左，则负电荷向A运动，电场力做正功，电势能减少.,1,2,3,4,2.(电势差、电势能和电场力做功)在静电场中，一个电子由a点移到b点时电场力做功为5 eV(1 eV1.61019 J)，则以下说法中正确的是 A.电场强度的方向一定由b沿直线指向a B.a、b两点间电势差Uab5 V C.电子的电势能减少5 eV D.电子的电势能减少5 J,答案,解析,1,2,3,4,解析 电场强度的方向与运动路径无关，A错；,电场力做5 eV的正功，电势能减少5 eV，C对，D错.,3.(电场力做功、电势能和电势差的关系)把质量为m4.0106 kg，带电荷量为
11、q1.0104 C的粒子，在电场中的A点由静止释放.当它运动到B点时，电场力对它做功W1.251017 eV，则A、B两点间电势差为多少？粒子运动到B点时的速度为多少？(1 eV1.61019 J),答案,1,2,3,4,解析,答案 200 V 100 m/s,解析 因为WqUAB，所以,1,2,3,4,4.(电场力做功与电势能变化的关系)在电场中把一个电荷量为6106 C的负电荷从A点移到B点，克服电场力做功3105 J，则电荷从A到B的过程中，电势能变化了多少？是增加还是减少？若规定电荷在B点的电势能为零，则电荷在A点的电势能为多大？,答案,解析,1,2,3,4,答案 3105 J 增加 3105 J,解析 电荷克服电场力做功，即电场力做负功，有WAB3105 J.由WABEpAEpB知，电势能变化了3105 J；由于电场力做负功，则电势能增加. 若EpB0，则由WABEpAEpB得EpA3105 J.,
