研究电场的能的性质

2.3研究电场的能的性质---电场力做功、电势差（2）

教学目标：

知识与技能：理解电势能、电势差的概念，知道电场力做功与电势能变化的关系。

过程与方法：体会用比值法定义电势差的思想方法，体会重力场与电场的类比方法。

情感态度与价值观:感悟用比值定义法，类比法认识新事物的重要作用。

教学重点：明确电场力的功和电势能的变化之间的关系。

教学难点：电势差的定义U AB =q W AB 的理解。

教学过程：

一 复习旧课

提问：1、电场力做功的特点？ 2、电势能的概念及特点？ 3、电势差的概念及理解？

二 新课教学

（一）知识点复习：1.电场力做功的特点：与路径无关。

2.电场力做功与电势能变化的关系：

（1）电场力对电荷做正功，电势能减少；电场力对电荷做负功，电势能增加。W 电=-△E 。

（2）电荷在电场中的电势能由电荷正负和电场共同决定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

。电势能是标量，有正负。 3.电势差的概念及其定义式 UAB= WAB/q （ 注意式中各物理量的“+”“-”号）．

（二）典例分析

题型1：电势能增减的判断：

例1.在点电荷电场中的一条电场线上依次有A 、B 、C 三点，分别把+q 和-q 的试探电荷依次放在三点上，关于它所具有的电势能的正确说法是( AD )

A.放上+q 时，它们的电势能EA ＞EB ＞EC

B.放上+q 时，它们的电势能EA ＜EB ＜EC

C.放上-q 时，它们的电势能EA ＞EB ＞EC

D.放上-q 时，它们的电势能EA ＜EB ＜EC 题后反思：判断电势能增减的方法:

（1） 做功判断法：无论是哪种电荷，

a 只要电场力做正功，电荷的电势能一定减小；

b 只要电场力做负功，电荷的电势能一定增加。

（2） 电场线法：

a 正电荷顺着电场线方向移动，电势能一定减小，逆着电场线方向移动，电势能一定增加；

b 负电荷顺着电场线方向移动，电势能一定增加，逆着电场线方向移动，电势能一定减小；

变式训练：1教材第34页第1题（题见教材）

2.右图中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（ C ）

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

典例2：电场力做功与电势能变化的关系

例2一个电荷只在电场力作用下从电场中A 点移到B 点，电场力做5×10－6J 的功，则 ( C )

A ．电荷在

B 处时将具有5×10－6J 的电势能 B ．电荷在B 处将具有5×10－6J 的动能

C ．电荷的电势能减少了5×10－6J

D ．电荷的动能增加了5×10－6J

例3在场强为4×105V/m 的匀强电场中，一质子从A 点移动到B 点，如图所示。已知AB 间

的距离为20cm ，AB 连线与电场线方向成30°夹角，求电场力做的功以及质子电势能的变化。

题后反思：电场力做功一定伴随着电势能的变化，电场力对电荷做正功，电势能减少；电场力对电荷做负功，电势能增加。电场力功等于电势能增量负值，

W 电=-△E 。

变式训练：1.A 和B 为电场中某条电场线上的点，如图：将q=4×10-9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？

典例3：电场力做功与电势差的关系

例4.在电场中某A 、B 两点间移动电荷量为q1=5X10-8C 的点电荷，电场力做功6X10-3J ，这两点间的电势差为多少？若在A 、B 两点间移动q2=-4X10-8C 的点电荷，则电场力做功多少？q2的电势能如何变化？ 例5.在电场中把一个电荷量为－6×10－8 C 的点电荷从A 点移到B 点,电场力做功为－3×10－5 J,将此电荷从B 点移到C 点,电场力做功为4.5×10－5 J,求A 与C 两点间的电势差.

题后反思：应用W AB =qU AB 和U AB =q W AB

时，连同正负号一同代入.。

变式训练：1关于U AB =q W AB

和W AB =qU AB 的理解，正确的是（ BC ）

A ．电场中的A 、

B 两点的电势差和两点间移动电荷的电量q 成反比

B ．在电场中A 、B 两点移动不同的电荷，电场力的功WAB 和电量q 成正比

C ．UAB 与q 、WAB 无关，甚至与是否移动电荷都没有关系

D ．WAB 与q 、UAB 无关，与电荷移动的路径无关

三．课堂检测

1．沿电场线方向移动正电荷，电势能_____;沿电场线方向移动负电荷，电势能_____

2．取大地或无穷远未零电势，正电荷的电场中，电势为_____，负电荷的电场中，电势为_____ 。 正电荷的电场中，正的检验电荷电势能为_____，负的检验电荷电势能为_____ 。

负电荷的电场中，正的检验电荷电势能为_____，负的检验电荷电势能为_____ 。

3、将带电量为6×10-6C 的负电荷从电场中的A 点移到B 点，克服电场力做了3×10-5J 的功，再从B 点移到C 点，电场力做了1.2×10-5J 的功，则（1）电荷从A 点移到B 点，再从B 点移到C 点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？（4）A 、C 间的电势差U AC .

四.课堂小结：

1.电场力做功的特点：与路径无关。匀强电场中：W=qEd,d 为沿电场线方向上的位移。

2.电场力做功正负的判断：

（1）根据电场力和位移方向的夹角来判断，此法常用于匀强电场中恒定电场力做功的判断，夹角为锐角做正功，夹角为钝角做负功。

（2）根据电场力和速度方向的夹角来判断，此法常用于判断曲线运动中变化电场力的做功，夹角为锐角做正功，夹角为钝角做负功，夹角垂直不做功。

3.电场力做功与电势能变化的关系：

（1）电场力做功一定伴随着电势能的变化，电势能的变化只有通过电场力做功才能实现，与其它力是否做功，及做功多少无关。

（2）电场力对电荷做正功，电势能减少；电场力对电荷做负功，电势能增加。电场力功等于电势能增量负值，即W 电=-△E 。

（3）电势能是相对的，电荷在电场中的电势能由电荷正负和电场共同决定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

。电势能是标量，有正负。