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1、第一章 靜電場
第4節(jié) 電勢能和電勢
班級(jí)_____姓名_______ _學(xué)號(hào)______
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.知道靜電力做功的特點(diǎn)
2.掌握靜電力做功與電勢能變化的關(guān)系
3.理解電勢能的概念
【自主學(xué)習(xí)、合作探究】
問題1:靜電力做功的特點(diǎn)
閱讀課本P15-16,回答下列問題。
1.如圖所示,試探電荷q在電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中,沿直線從A移動(dòng)到B,靜電力做的功為多少?若q沿折線AMB從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn),靜電力做的功為多少?
2.如上圖所示,若q沿任意曲線ANB從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn),靜電力做的功為多少?
3.如圖所示,試探電荷q在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生
2、的電場中,沿不同路徑從A點(diǎn)移到B點(diǎn):①先沿圓弧從A到,再沿直線到B;②先沿直線從A到,再沿圓弧到B。兩種情況下電場力做功有什么關(guān)系?說說你的理由。
4.根據(jù)上面分析,對電場力做功與路徑的關(guān)系,你能得出什么結(jié)論?這與重力做功有相似性嗎?
例題1: 關(guān)于電場力做功,下列說法正確的是( )
A、電荷q從電場中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn) ,路徑不同,電場力做功一定相同
B、電荷q從電場中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)與從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn),電場力做功相同
C、正電荷沿電場線方向移動(dòng),電場力一定做正功
D、電荷與電荷從電場中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),電場力做功相同
問題2:電勢能
思考:在勻強(qiáng)電場
3、E中,質(zhì)量為m的電荷由A點(diǎn)靜止釋放,沿電場方向運(yùn)動(dòng)距離到達(dá)B點(diǎn),不計(jì)重力,電荷到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能多大?從能量守恒的角度考慮,電荷的動(dòng)能是從哪里來的?
1.類比重力做功與重力勢能變化的關(guān)系,靜電力做正功,電勢能如何變化?靜電力做負(fù)功,電勢能如何變化?
例2、分析下列四個(gè)圖中電場力做功情況和電勢能變化情況
甲 乙 丙 丁
功:____________ 功:___________ 功:____________ 功:___________
4、
能:____________ 能:___________ 能:____________ 能:___________
2.靜電力做功與電勢能變化有怎樣的數(shù)量關(guān)系?
3.電勢能具有相對性,有正負(fù)之分.通常電勢能零點(diǎn)是如何規(guī)定的?
4.電荷在某點(diǎn)的電勢能與電荷從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢能位置電場力做的功是什么關(guān)系?
思考:(1)當(dāng)正電荷順著電場線運(yùn)動(dòng)時(shí),靜電力做什么功?電勢能是增加還是減少?
(2)當(dāng)負(fù)電荷順著電場線運(yùn)動(dòng)時(shí),靜電力做什么功?電勢能是增加還是減少?
例3:如圖所示,相距10cm的兩平行金屬板A
5、、B分別帶等量異種電荷,兩板間勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為N/C,電場中C點(diǎn)距B板3cm,D點(diǎn)距A板2cm。
(1)若令A(yù)板接地,帶電量為C的小球在C點(diǎn)和D點(diǎn)的電勢能分別為多大?小球從C點(diǎn)移動(dòng)到D點(diǎn)電場力做多少功?
(2)若令B板接地,帶電量為C的小球在C點(diǎn)和D點(diǎn)的電勢能分別為多大?小球從C點(diǎn)移動(dòng)到D點(diǎn)電場力做多少功?
例4:取無窮遠(yuǎn)為零電勢能位置,下列四個(gè)圖中,點(diǎn)電荷q的電勢能為正值的是( )
【課堂小結(jié)】
【當(dāng)堂檢測】
1. 下列說法正確的是( )
A.電荷從電場中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),路徑不同,電場力做功的大小就可能不同
B.電荷從電場中的某點(diǎn)出發(fā),運(yùn)動(dòng)
6、一段時(shí)間后,又回到了該點(diǎn),則說明電場力做功為零
C.正電荷沿著電場線運(yùn)動(dòng),電場力對正電荷做正功,負(fù)電荷逆著電場線運(yùn)動(dòng),電場力對負(fù)電荷做正功
D.電荷在電場中運(yùn)動(dòng),因?yàn)殡妶隽赡軐﹄姾勺龉?,所以能量守恒定律在電場中不成?
2. 如果把q=1.0×10—8C的電荷從無窮遠(yuǎn)移動(dòng)到電場中的A點(diǎn),需要克服電場力做功W=1.2×10—4J,那么,q在A點(diǎn)的電勢能是多少?
【課后限時(shí)訓(xùn)練】
A組
1.如圖所示,A、B是一條電場線上的兩點(diǎn),一帶電粒子從A點(diǎn)移到B點(diǎn),下列說法正確的是( )
A.若正電荷從A點(diǎn)勻速移動(dòng)到B點(diǎn),電場力不做功
B.若正電荷從A點(diǎn)加速移動(dòng)到B點(diǎn),電場力做
7、正功
C.若負(fù)電荷從A點(diǎn)勻速移動(dòng)到B點(diǎn),電場力不做功
D.若負(fù)電荷從A點(diǎn)加速移動(dòng)到B點(diǎn),電場力做正功
2. 取無窮遠(yuǎn)為零電勢能位置,在正的場源電荷Q產(chǎn)生的電場中有兩點(diǎn)A、B,下列說法正確的是( )
A.若將電荷+q由A移動(dòng)到B電場力做正功,電勢能減少
B.若將電荷+q由A移動(dòng)到B電場力做負(fù)功,電勢能增加
C.若將電荷-q由A移動(dòng)到B電場力做正功,電勢能減少
D.若將電荷-q由A移動(dòng)到B電場力做負(fù)功,電勢能增加
B組
3.下列四個(gè)圖中,A圖是勻強(qiáng)電場,B圖是點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場,C圖是兩等量正電荷產(chǎn)生的電場,D圖是兩等量異種電荷產(chǎn)生的電場,且兩圖中a、b關(guān)于兩電荷邊線對稱,現(xiàn)有電荷+q從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn),其中電場力做功為零的是( )
C組
4.如圖所示,A、B是一條電場線上的兩點(diǎn),下面說法正確的是( )
A.若將電荷+q由A移動(dòng)到B電場力做正功,電勢能減少
B.若將電荷+q由A移動(dòng)到B電場力做負(fù)功,電勢能增加
C.若將電荷-q由A移動(dòng)到B電場力做正功,電勢能減少
D.若將電荷-q由A移動(dòng)到B電場力做負(fù)功,電勢能增加