电场力的功与电势能

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电场力做功与电势能,第一节,从能量的角度认识电场,第二章 电势能与电势差,1,复习回顾,1、功的计算：,2、重力做功的特点：,(1)与路径无关,由初末位置的高度差来决定.,(2)重力做功W,G,与重力势能变化的关系,(3)重力势能是相对的,须选定零势能参考面,功是能量转化的量度！,重力做正功，重力势能减少,重力做负功，重力势能增加,2,一个试探电荷在匀强电场中某点由静止释放,将如何运动?动能如何变化？（不计重力）,E,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.,+,F,问题:从动能增加,我们会想到什么呢?,3,一、电场力做功的特点,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,只与电荷的起始位置和终止位置有关，。,对于非匀强电场也适用,B,+,M,A,F,q,+,W,AB,= F,|,AB,|,cos,=qE,|,AM,|,把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做功？,4,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？,5,二、电势能,1、电荷在电场中而具有的能量就,叫电势能。,（电势能与重力势能类似，所以,必须选择零势能点，）,2,、零势能选取：零势能点可以任意选，通常选地表面或无穷远地方做为零势能点,6,正电荷从A点移到B点时,静电力做正功,电荷的电势能减少.,正电荷从B点移到A点时,静电力做负功,即电荷克服静电力做功,电荷的电势能增加.,A,B,E,+,v,A,B,E,+,v,如果是负电荷情况相同,7,三、电场力做功与电势能的变化关系,1、电荷在电场中具有与其位置有关的能量叫电势能。,2、电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小,电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大,电场力做的功等于电势能的减少量,8,例1. 如图,在场强 的匀强电场中,点电荷q=+1c从A移动到B,AB相距L=1m,电场力做功为多少?电势能如何变化?,电荷在B点具有的电势能多大？,电势能减少,E,q,F,A,B,设A点的电势能,W,AB,= E,PA,E,PB,=10,3,J,电势能为负表示的物理意义是什么？,+,若设B点的电势能E,PB,=0，,电荷在A点的电势能又多大？,9,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,10,电势能为负表示电荷在该处的电势能比零还要小.,4、电势能是电荷和电场所共有的，具,有系统性,3、电势能是相对的，与零电势能面有关,5、电势能是标量,11,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,12,课堂训练,1、将带电量为610,-6,C的负电荷从电场中的,A,点移到,B,点，克服电场力做了310,-5,J的功，再从,B,移到,C,，电场力做了1.210,-5,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？,（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？,（3）如果规定,B,点的电势能为零，则该电荷在,A,点和,C,点的电势能分别为多少？,增加了1.810,-5,J,.,E,PC,=1.810,-5,J,E,PC,=-1.210,-5,J,E,PB,=310,-5,J,E,PA,= -310,-5,J,13,2、如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，细杆右侧距杆0.3m处有一固定的点电荷Q，A、B是细杆上的两点，点A与Q、点B与Q的连线与杆的夹角均为37。一中间有小孔的带电小球穿在绝缘细杆上滑下，通过A 点时加速度为零，速度为3m/s，取g=10m/s,2,，求小球下落到B点时的加速度和速度的大小。,a=2g=20 m/s,2,v,B,=5 m/s,14,小结,一、静电力做功的特点：,与路径无关，只与起点和终点的位置有关,二、电势能：电荷在电场中具有的能量（势能）,1、静电力做的功等于电势能的减少量：,W,AB,=E,PA,-E,PB,静电力做正功，电势能减少,静电力做负功，电势能增加,2、电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功,3、电势能是相对的，须建立零势能参考面。,电势能有正负之分，负值表示比零还要小,15,