电场力做正功

实例研究
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研究目的： 寻找一个描述电场的能的性质的物理量
情景设置： 在匀强电场中，A、B两点相距L，将电荷q从
A点移到O点，并规定O处为零电势能点
研究内容：
（1）电荷q在A点的电势能
A + F=qE E
（2）电荷q在A点的电势能与电
L
荷量的比值
理论分析：
θO
电势能与q的比值是由电
EPA = q E L COSθ
EPB=3× 10-5 J
EPC=1.8× 10-5 J
（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？
EPA= -3× 10-5 J
EPC=-1.2× 10-5 J
课堂训练
3、如图所示,在等量正点电荷形成的电场中,它们连线的
中垂面ab上, 有一电子,从静止开始由a运动到b的过程中(a、b
问题1：一个试探电荷在电场中某点由静止释放,将如何运动?
E
+
F
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.
问题2：什么能转换为动能的
一、静电力做功的特点
把正电荷沿不同路径从A点移到B电场力做多少功？ B
丙 甲
A+ θ qF
沿甲路径电场力做功: 沿乙路径电场力做功: 沿丙路径电场力做功: 沿任意路径电场力做功:
得：EPA WAo
依据2： EP q (后面学习)
课堂训练
１、下列说法中正确的是（ ABC ）
A.当两正点电荷相互靠近时，它们的电势能增大 B.当两负点电荷相互靠近时，它们的电势能增大 C.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能
减小
D.一个正电荷与另一个负电荷相互靠近时，它们的电势能 增大。
WAB EPA EPB ——电场力做功与电势能变化的关系
对电势能的理解
1、电势能的相对性： 与零电势能点有关 零电势能点的选择是任意的。为了解决问题的方
便，通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规 定为零，或把电荷在大地表面上电势能规定为零。
2、电势能的系统性：
电势能是电荷和电场所共有的
3、电势能的标量性：
乙M
W甲= F·|AB|cosθ=qE·|AM| W乙= qE·|AM| W丙= qE·|AM| W任意=qE·|AM|
结论：静电力做功与路径无关,由初末位置来决定.
思考：电场力做功的过程是什么能转化为什么能呢？
二、电势能 “Ep” 标量
定义：电荷在电场中受到电场力而具
有的与位置有关的势能叫做电势能。
场试中探这电E点荷P的无位关置。q决定的，与
EPA ELCOS
q
对于电场中的不同位置， 由于L、θ可能不同，所以这 个比值一般是不同的。
三、电势 “φ”
1、定义： 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 （比值定义）
2、定义式： EP
q
电势能
检验电荷 的电荷量
电势能有正负，却是标量。正负表示该点的电 势能比零点的电势能的高低。
判断电势能大小、正负的方法
1.移动电荷法：（定性） 依据： 电场力做功与电势能变化的关系
2.计算法：（定量） 依据1： WAB EPA EPB (功能关系) 电荷在电场中某一点A具有的电势能EPA等于将该点 电荷由A点移到电势零点o电场力所做的功W的。即 EPA=WAO 首先选定零电势能点，再计算WAO
为( C )
A.动能减小
B.电势能增加
b
C.动能和电势能之和减少
D.重力势能和电势能之和增加
a
E
三、电势
提出问题：电场的力的性质我们必须用场强E来描
述，那么电场的能的性质我们又应该用什么物理 量来描述呢？能否用“电势能”来描述呢？
电场的能的性质也是电场本身的一种属性， 它只能由场源本身所决定，而与电场中是否放入 试探电荷无关。而电势能的大小是与试探电荷的 电量q有关的（因q越大，其所受电场力就越大， 具有的做功本领大，电势能也就大），故不能用 “电势能”来描述电场的能的性质。 我们引入一个新的物理量来表示电场的能的性质。
相对O对称),下列说法正确的是( C )
A.电子的电势能始终增多
b
B.电子的电势能始终减少
+
O
+
C.电子的电势能先减少后增加
-a
D.电子的电势能先增加后减少
课堂训练
4、一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如 图虚线所示,电场方向竖直向下.若不计空气阻力, 则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况
分析：电场力做功改变电势能的几种情况
类A 比+ 重力做+功 B 与A 重力势能变 B 化－的关系 －
正电荷顺着电场线移动，电场力做正功，电势能减少
正电荷逆着电场线移动，电场力做负功，电势能增加
负电荷顺着电场线移动，电场力做负功，电势能增加
负电荷逆着电场线移动，电场力做正功，电势能减少
归纳：电场力做的功等于电势能的减少量
3、单位： 伏特 符号为“V”
1 V = 1 J/C
三、电势 “φ”
理解与应用
1、沿着电场线的方向电势越来越低
电场线指向电势降低的方向
φA ＞φB
顺线降落
A
B
E
2、电势的三种性质：
与“高度”的相 对性类比理解
(1)电势的相对性
①电势是相对的，只有先确定了零电势的位置，
才能确定其他点的电势.
②电场中某点的电势跟零电势位置的选择有关.
课堂训练
2、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移到C，电场力做了 1.2×10-5J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？ 增加了1.8× 10-5J.
（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？
4 高中物理选修3-1 第一章 静电场 电势能和电势
学习目标
1.知道电场力做功的特点，理解电场力做 功与电势能变化的关系.
2．理解电势能、电势的概念及相互关系. 3．理解等势面的概念及等势面和电场线 的关系.
重点难点
1.电场力做功的特点. 2.电场力做功与电势能变化的关系. 3.电场线与等势面的关系及应用.
③实际问题中，常选取无限远处电势为零，还
常取大地电势为零.
(2)电势的固有性 电势φ是表示电场能量属性的一个物理量，电场 中某点处φ的大小是由电场本身的条件决定的，与在 该点处是否放着电荷、电荷的电性、电荷量均无关。 （类比E＝F/q）
(3)电势的标量性
①电势是标量，只有大小，没有方向.