电场力做功与电势能

成都精英高考中考学校富顺校区----个性化教学教案因为专业所以权威精英热线：0813—7167077180081490131个性化教学辅导教案学科：物理任课教师：程德超授课时间：2016年7月23日(星期六)姓名熊懿桥年级高二课题电场力做功与电势能教学目标难点重点课堂教学过程课前检查成都精英高考中考学校富顺校区----个性化教学教案因为专业所以权威精英热线：0813—7167077180081490132过程例1、A和B为电场中某条电场线上的点，如图：将q=4×10-9C的正电荷从A点移到B点需克服电场力做功5×10-7J，则:⑴电场方向由A→B还是B→A？⑵电荷在哪点时电势能大？大多少？例2、如图,在场强为CNE310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?若规定EPA=0,则EPB=?例3、已知电荷q均匀分布在半球面AB上，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，如图所示，M是位于CD轴线上球面外侧，且OM=ON=L=2R。已知M点的场强为E，则N点的场强为（）（A）E（B）2Lkq（C）ELkq2（D）ERkq22电势能（Ep）和电势（φ）：1、电势能（1）定义：因电场对电荷有作用力而产生的由电荷相对位置决定的能量叫电势能。（类似重力势能）（2）电势能标量，具有相对性，通常取无穷远处或大地为零势能点，因此电势能有正负。单位：J或eV（3）电场力做功是电势能变化的量度：电场力对电荷做正功，电荷的电势能减少；电荷克服电场力做功，电荷的电势能增加；电场力做功的多少和电势能的变化数值相等。WAB＝﹣（EPB－EPA）＝EPA－EPB2、电势（1）概念：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。成都精英高考中考学校富顺校区----个性化教学教案因为专业所以权威精英热线：0813—7167077180081490133（2）公式:φ＝Epq单位：伏特，符号V1V=1J/C（3）物理意义：描述电场能的特性，由场源电荷量和相对位置来决定，与是否放试探电荷无关。a．电势是标量，只有大小，没有方向，但有正负。b．电势是表征电场中某点的能的性质的物理量，仅与电场中某点性质有关。类似场强Ec．电势是相对的，只有选定了零电势点后才有意义，类似重力场中的高度。（大地或无穷远默认为零）d．电势与电场线的关系：电势沿电场线降低。（电场线指向电势降低的方向）电势差（U）、等势面、电势差和场强的关系：1、电势差与电场力做功（1）电荷在电场中一点A移动另一点B时，电场力所做的功与它的电荷量的比值，叫做这两点间的电势差。定义式：UAB=WABq单位：V各量均可带正负号运算。（2）电势差（即电压）：电场中两点间的电势的差值叫电势差．电场中A点电势为φA，B点电势为φB，则AB间的电势差表示成UAB=φA-φB，UAB=﹣UBA．（3）电场力做功的公式：电荷q从A移到B时，电场力做功WAB为：WAB=qUAB此公式适用于任何电场。电场力做功只与电荷的始、末位置间的电势差有关，而与电荷运动的具体路径无关。（类比重力做功）2、等势面（1）性质：①在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功②电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。③在相邻等势面电势差相等的前提下，等势面越密，电场强度越大④等势面不相切，不相交（2）几种电场的电场线及等势面3、电场强度与电势差的关系由WAB=qUBA和WAB=qEd，得：UAB=Ed．此式只适用于匀强电场．d是电场中A、B在电成都精英高考中考学校富顺校区----个性化教学教案因为专业所以权威精英热线：0813—7167077180081490134UU0x1x2x0场线方向上的距离．注意：①场强E和电势φ没有直接关系。它们之间的关系与加速度a和速度v的关系相似．②E＝Ud反映了匀强电场中电场强度与电势差之间的关系，电场强度的方向就是电场中电势降低最快的方向．③E＝Ud适用于匀强电场的计算，但对于某些非匀强电场问题，用公式E＝Ud可以定性分析某些问题。例1.（★★★）某静电场沿x方向的电势分布如图所示，则()A．在0－x1之间不存在沿x方向的电场B．在0－x1之间存在着沿x方向的匀强电场C．在x1－x2之间存在着沿x方向的匀强电场D．在x1－x2之间存在着沿x方向的非匀强电场例2.（★★★）两个等量点电荷位于x轴上，它们的静电场的电势φ随位置x变化规律如图所示(只画出了部分区域内的电势)，x轴上两点B、C点，且OBOC，由图可知（）（A）C点的电势低于B点的电势（B）B点的场强大小大于C点的场强大小，B、C点的电场方向相同（C）正电荷可以在x轴上B、C之间的某两点做往复运动（D）负电荷沿x轴从B移到C的过程中电场力先做正功后作负功例3.（★★★）A、B两点各放有电量为﹢Q和﹣2Q的点电荷，A、B、C、D四点在同一直线上，且AC＝CD＝DB．将一正电荷从C点沿直线移到D点，则（）（A）电场力一直做正功（B）电场力先做正功再做负功（B）电场力一直做负功（D）电场力先做负功再做正功例4.（★★★）如图所示，把电量为－5×10－9C的电荷，从电场中的A点移到B点，其电势能（选填“增大”、“减小”或“不变”）；若A点的电势UA＝15V，B点的电势UB＝10V，则此过程中电场力做的功为J。例5.（★★★）带电粒子仅在电场力作用下，从电场中a点以初速度v0进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到b点，如图所示，可以判断（）A．粒子的加速度在a点时较大B．粒子的电势能在b点时较大C．粒子可能带负电，在b点时速度较大D．粒子一定带正电，动能先变小后变大例6.（★★★★)如图所示，在匀强电场中有A、B、C三点，在以它们为顶点的三角形中，∠A=30°，∠C=90°，电场方向与三角形所在平面平行。已知A、B、C三点的电势分别为（3av0Eb成都精英高考中考学校富顺校区----个性化教学教案因为专业所以权威精英热线：0813—7167077180081490135－3）V、（3+3）V和3V，则A、B连线中点处的电势为__________V，该三角形外接圆上的最高电势为__________V。例7.（★★★）在长为l的绝缘轻杆两端分别固定带电量分别为＋q、－q的等量异种点电荷，放入场强为E的匀强电场中，轻杆可绕中点O自由转动，若忽略两点电荷间的相互作用，在轻杆与电场线夹角为θ时，两点电荷受到的电场力对O点的合力矩大小为_______________，若设过O点的等势面电势为零，则两电荷具有的电势能之和为_____________________。1：若将一个电量为2.0×10－10C的正电荷，从零电势点移到电场中M点要克服电场力做功8.0×10－9J，则M点的电势是V；若再将该电荷从M点移到电场中的N点，电场力做功1.8×10－8J，则M、N两点间的电势差UMN＝V。2：如图所示，水平平行线代表电场线，但未指明方向，带电量为10-8C的正电微粒，在电场中只受电场力的作用，由A运动到B，动能损失2×10-4J，A点的电势为-2×103V，则微粒运动轨迹是虚线______（填“1”或“2”），B点的电势为_________V．3.如图所示，在平面直角中，有方向平行于坐标平面的匀强电场，已测得坐标原点O处的电势为0V，点A处的电势为6V,点B处的电势为3V,那么电场强度的大小为E=V/m，方向与X轴正方向的夹角为。θO+q－qEBA12ABC（30°Oox(cm)y(cm)A(6,0)B(0,3)●●o成都精英高考中考学校富顺校区----个性化教学教案因为专业所以权威精英热线：0813—71670771800814901364.如图所示，有一个匀强电场，方向平行于纸面。电场中有A、B、C、D四点，已知AD=DB=BC=d，且ABBC。有一个电量为q的正电荷从A点移动到B点电场力做功为2W，从B点移动到C点克服电场力做功为W。则电场中D点的电势（填“大于”“小于”或“等于”）C点的电势；该电场的电场强度为。5.如图所示，空间存在两个被固定的、等量同种正点电荷M、N，在它们的连线上有A、B、C三点，已知MA=CN=NB，MANA。现有一正点电荷q，关于在电场中移动电荷q，下列说法中正确的是（A）沿半圆弧l将q从B点移到C点，电场力不作功。（B）沿曲线s将q从A点移到C点，电场力作正功。（C）沿曲线r将q从B点移到C点，电场力作负功。（D）沿直线将q从A点移到B点，电场力作正功。7、如图（a）所示，在x轴上的两点分别放有-Ｑ和+4Ｑ两个点电荷，位置坐标分别为0和1。图（b）是反映沿x轴电势分布情况的图线，正确是8、如图所示，将带正电的甲球放在不带电的乙球左侧，两球在空间形成了稳定的静电场，实线为电场线，虚线为等势线。A、B两点与两球球心连线位于同一直线上，C、D两点关于直线AB对称，则（A）A点和B点的电势相同（B）C点和D点的电场强度相同（C）正电荷从A点移至B点，电场力做正功（D）负电荷从C点移至D点，电势能增大l+QQAQCQ+QQMQNQBsr成都精英高考中考学校富顺校区----个性化教学教案因为专业所以权威精英热线：0813—7167077180081490137