物理必修 第三册电势能与电势学案设计

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[科学论证] 如图所示,在电场强度为E的匀强电场中,电荷量为+q的试探电荷沿三种不同路径从点A移动到点B,则:
(1)沿s1(AB)路径的电场力做功是 ;
(2)沿s2(ACB)路径的电场力做功是 ;
(3)沿s3(ACB)路径的电场力做功是 ;
三种情况电场力做的功 (选填“相同”或“不相同”);
结论:电场力对某一电荷做功只与起点和终点的位置 ,与路径 .(均选填“有关”或“无关”)
例1 [2024·广州期末] 如图所示,匀强电场的场强为E=4.0×104 N/C,一带电荷量为q=+2.0×10-8 C的点电荷先从A点移至B点,再从B点移至C点,A、B两点间的距离为x1=0.20 m,B、C两点间的距离为x2=0.40 m,AB与BC之间的夹角为θ=60°,则( )
A.电荷所受电场力大小为8.0×104 N
B.电荷从A点到B点电场力所做的功为-1.6×10-4 J
C.电荷从B点到C点电场力所做的功为-3.2×10-4 J
D.电荷从A点到C点电场力所做的功为0
[反思感悟]
变式1 [2024·广州期末] 有两个带电小球,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,杆与电场方向平行,其位置如图所示.若此杆绕过O点垂直于杆的轴转过180°,则在此转动过程中静电力做的功为( )
A.0
B.qEl
C.2qEl
D.πqEl
【要点总结】
1.静电力做功的特点:静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,但与具体路径无关.这与重力做功的特点相似.
2.静电力做功的特点不受物理条件限制,不管静电力是否变化、是否是匀强电场、是直线运动还是曲线运动,静电力做功的特点都不变.
学习任务二 电势能
[教材链接] 阅读教材,完成下列填空:
1.电势能:电荷在静电场中的 具有的势能,用符号Ep表示.
2.电场力做功与电势能的关系:电荷从点A移动到点B,电场力做功WAB等于始点的电势能EpA减去终点的电势能EpB,即WAB= .
3.电场力做功的正负与电势能变化的关系
(1)若WAB>0,表示电场力做 ,有EpA>EpB,则从点A移动到点B,电荷的电势能 ;
(2)若WAB