电场力做功和电势能

第1节 电场力做功与电势能,复习回顾,1、功的计算：,2、重力做功有什么特点？,(1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定.,(2)W,G,与重力势能的关系.,(3)重力势能是相对的,有零势能面（人为选定）,重力势能具有系统性,功是能量转化的量度！,一、电场力做功的特点,正电荷q在电场强度为E的匀强电场中由A运动到M电场力做功吗？做了多少功？,E,q,q受力吗？多大？,A,M,d,W=qEAM,求试探电荷q沿直线AB移动到B时电场力做的功：,E,+q,A,B,M,E,+q,A,B,M,在匀强电场中移动电荷时，静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，但与电荷经过的路径无关。,(对于非匀强电场也适用),这与什么力做功相似呢？,结论：电场力做功与路径无关,两带电小球的电荷量分别为+q和-q，固定在一长度为L的绝缘细杆的两端，置于电场强度为E的匀强电场中，杆与场强方向平行，其位置如图所示，若此杆绕过O点垂直于杆的轴线转过180，则在转动过程中电场力做的功为（ ）,A、0 B、qEL C、2 qEL D、qEL,C,将+q由A移到B的过程电场力对电荷做功为：,将-q由A移到B的过程，电场,力对电荷做功为：,d,A,B,+q,E,L,做功的过程是一个,能量转化的过程，,那么电场力做功的,过程是什么能转化,为什么能呢？,电场力做功与电势能有什么关系？（联系重力做功与重力势能的关系）,电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫电势能。,物体被举高具有重力势能。,1、电荷在电场中具有电势能。,重力对物体做正功，物体的重力势能减小,2、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小,重力对物体做负功，物体的重力势能增大,3、电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大,重力做多少功，物体重力势能就变化多少。,4、电场力做多少功，电荷电势能就变化多少。,重力势能是相对的，与零势能面有关,5、电势能是相对的，与零电势能面有关,通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，或把电荷在大地表面上电势能规定为零。,电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该处移动到零势能位置所做的功,重力势能是物体和地球所共有的，具有系统性,6、电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性,7、电势能是标量，但有正负,由此可见，电场力做功与重力做功，电势能与重力势能都很相似，所以大家在学习电势能过程中应该多联系重力做功与重力势能的关系帮助理解电势能。,重力势能和电势能类比,重力场中，重力：地球和物体之间存在的吸引力,电场中，电场力：电荷之间的作用力,有重力就有重力势能Ep= mgh,有电场力就有相应的能，叫电势能,E,P,Ep由物体和地面间的相对位置决定,E,P,由电荷间的相对位置决定,电场力做正功，电势能就减少,电场力做负功，电势能就增加,电场力作功，电势能改变,重力做功，重力势能改变,重力做正功，重力势能就减少,重力做负功，重力势能就增加,W,重,= E,P1,-E,P2,W,电,= E,PA,-E,PB,尽管重力做功与电场力做功很相似，但还是存在很大差异存在两种电荷,正电荷顺电场线移动，,电场力做正功，电势能减少,负电荷顺电场线移动，,电场力做负功，电势能增加,正电荷逆电场线移动，,电场力做负功，电势能增加,负电荷逆电场线移动，,电场力做正功，电势能减少,例：有一个带负电的点电荷，从某电场中的A点移动到B点，电荷克服电场力何做了610,-4,J的功，从B点移至C点，电场力对电荷做了910,-4,J的功，设A点为零电势能点，求：B、C两点的电势能各为多少？A与C之间的电势能之差为多少？,一变：若以B点为零电势能点，A、C两点的电势能各为多少？ A与C之间的电势能之差为多少？,二变,：,若以C点为零电势能点，A、C两点的电势能各为多少？ A与C之间的电势能之差为多少？,结：选择不同的零势能点，两点的电势能发生变化，但两点间的电势能之差却不变,例 下图中MN为电场中某一条电场线方,向向右，在线取两点a、b 今将一电荷q,从a移到b则,（ ）,A.电场力做正功，q的电势能增加；B.电场力做负功，q的电势能增加；C.电场力做正功，q的电势能减少；D.电场力做负功，q的电势能减少。,一带电油滴在匀强电场,E,中的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下。若不计空气阻力，则此带电油滴从,a,运动到,b,的过程中，能量变化情况（ ）,动能减小,B,电势能增加,动能和电势能之和减小,重力势能和电势能之和增加,a,b,E,如图所示，匀强电场的场强方向水平向右，场强大小E=300N/C。一个质量为m=1.0g的带点小球，用长L=0.4m的丝线系住，丝线的另一端固定于电场中的O点。带点小球静止时，悬线与竖直方向的夹角为37,0,。现将带点小球拉至O的右方，从丝线水平的位置由静止释放。,求：它下摆到最低点时的速度和最低点时悬线的张力？,