必修 第三册第1节 静电力做功与电势能课文内容ppt课件

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1.电势能:电荷在电场中具有的势能,用Ep表示。2.静电力做功与电势能变化的关系:静电力做的功等于电势能的减少量。表达式:WAB=EpA-EpB。静电力做正功,电势能减小,静电力做负功,电势能增加。3.电势能的大小:电荷在电场中某点的电势能,等于电荷从该点移动到零电势能点静电力做的功。
4.电势能具有相对性电势能零点的规定:通常将电荷在大地表面的电势能规定为零,或者将电荷在离场源电荷无 穷远处的电势能规定为零。
1.电荷从电场中的A点运动到B点,路径不同,电场力做功不同。 (　    )2.电势能是相对的,规定不同的零势能点,电荷在电场中某点的电势能不同。 (　    )3.正电荷和负电荷沿着电场线运动,电势能均减少。 (　    )4.无论正、负电荷,只要电场力做正功,电荷的电势能一定减少。 (　    )
知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ✕” 。
讲解分析1.对静电力做功特点的理解(1)在电场中移动电荷时,电场力做功只与电荷的始、末位置有关,与电荷移动的路径无关。(2)无论带电体在电场中做直线运动还是做曲线运动,无论带电体只受静电力作用还是受多 个力作用,无论静电力做正功还是做负功,静电力做功的特点不变。(3)正电荷顺着电场线方向移动时,电场力做正功,负电荷顺着电场线方向移动时,电场力做负功。2.电场力做功的计算(1)若电荷在匀强电场中做直线运动,可直接应用功的定义式W=Fs cs θ求解。
(2)若电荷在非匀强电场中,可应用动能定理求电场力所做的功:W电=ΔEk。(3)若电荷做非直线运动,可以转化为若干直线运动阶段,应用直线运动规律求解;也可直接应 用电场力做功的特点,直接求出初、末位置沿电场力方向的位移,再求解电场力做的功。3.静电力做功的正负判断(1)根据静电力和位移方向的夹角判断:夹角为锐角,静电力做正功;夹角为钝角,静电力做负 功;夹角为直角时,静电力不做功。此法常用于匀强电场中恒定静电力做功情况的判断。(2)根据静电力和瞬时速度方向的夹角判断:夹角为锐角时,静电力做正功;夹角为钝角时,静电 力做负功;夹角为直角时,静电力不做功。此法常用于判断曲线运动中变化静电力的做功情况。(3)根据电势能的变化情况判断:若电势能增加,则静电力做负功;若电势能减少,则静电力做正功。
(4)若物体只受静电力作用,可根据动能的变化情况判断:若物体的动能增加,则静电力做正功; 若物体的动能减少,则静电力做负功。
情境探究我们知道重力做正功,物体的重力势能减小,其高度降低(如图甲);当重力做负功,物体的重力 势能增大,其高度升高(如图乙)。
问题1 重力做功引起重力势能的变化,电场力做功引起什么能的变化?提示    电场力做功引起电势能的变化。
问题2 当电场力做正功(或负功)时(如图丙),其电势能又是怎样变化的呢?提示    电场力做正功(或负功)时,其电势能减小(或增大)。
问题3 功是能量转化的量度,由上面分析可以得出什么结论?提示    重力做的功等于重力势能的减少量,电场力做的功等于电势能的减少量。
问题4 怎样才能确定电荷在电场中某点的电势能呢?提示    规定电场中某点的电势能为零。若规定B点的电势能为0,则EpB=0,WAB=EpA。电荷在电场中某点的电势能,等于电荷从该点移动到零电势能点电场力所做的功。
问题5 那么我们如何确定零电势能点的位置呢?提示    通常将电荷在大地表面的电势能规定为零,或者将电荷在离场源电荷无穷远处的电势 能规定为零。
讲解分析1.电势能的特性(1)系统性:电势能是由电场和电荷共同决定的,属于电荷和电场共有,我们习惯上说成电荷的 电势能。(2)标量性:电势能是标量,有正负但没有方向,其正负表示大小。(3)相对性:电势能是相对的,其大小与选定的参考点有关。确定电荷的电势能,首先应确定参 考点,也就是零势能点。
2.电势能增减的判断方法
3.电场中的几种功能关系(1)若只有电场力做功,电势能与动能之和保持不变;(2)若只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动能之和保持不变;(3)除重力和系统内弹力外,其他各力对物体所做的功等于物体机械能的变化;(4)所有力对物体所做功的代数和,等于物体动能的变化。
典例 如图所示,在水平向右的匀强电场中有一绝缘斜面,斜面上有一带电金属块沿斜面下滑, 已知在金属块下滑的过程中动能增加了12 J【1】,金属块克服摩擦力做功8 J【2】,重力做功24 J 【3】,则以下判断正确的是 (　    ) A.金属块带负电荷B.金属块克服电场力做功8 JC.金属块的电势能减少4 JD.金属块的机械能减少12 J
信息提取    【1】在金属块下滑的过程中动能增加了12 J,说明该过程中合力做功为12 J。【2】金属块克服摩擦力做功8 J,说明摩擦生热为8 J。【3】重力做功24 J,说明重力势能减少24 J。思路分析    由于不知道电场力的大小和方向,不 能直接由功的定义求电场力做的功,可以由动能定理间接地求电场力做的功【4】。除重力外 其他力做的功等于金属块机械能的变化【5】。