高中物理 第2章 电势能与电势差 第1节 电场力做功与电势能学案 鲁科版选修3-1-鲁科版高二选修3-1物理学案VIP免费

第1节电场力做功与电势能1.在电场中移动电荷时，电场力做功与路径无关，只与始末位置有关。2．电荷在电场中某点的电势能等于把电荷从这点移到选定的参考点的过程中电场力所做的功。3．电场力做正功，电荷电势能减小；电场力做负功，电荷电势能增大。电场力做功的特点(1)在电场中把一个点电荷q由A点移到B点，无论沿什么路径，电场力所做的功都相等。这说明电场力做功与电荷经过的路径无关，只与电荷的起始位置和终止位置有关。(2)在匀强电场中，电场力做功为W＝qEd，其中d为电荷的始、末位置沿电场方向上的距离。1．对电场力做功的理解(1)电场力做功与电荷移动的路径无关，只与初、末位置有关，适用于一切电场。(2)在匀强电场中，可以用公式W＝qEd计算电场力做的功，式中的d是电荷沿电场线方向即电场力方向移动的距离，如果位移L与电场线间有夹角θ，则W＝qELcosθ。(3)电场力做功的特点与重力做功的特点相似，只与始、末位置有关。2．判断电场力做正功还是做负功的方法(1)根据电场力和位移方向的夹角判断。此方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，夹角为直角不做功。(2)根据电场力和瞬时速度方向的夹角判断。此方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，夹角为直角不做功。1．如图2－1－1所示，在场强为E的匀强电场中有相距为l的A、B两点，连线AB与电场线的夹角为θ，将一带电量为q的正电荷从A点移到B点。若沿直线AB移动该电荷，电场力做的功W1＝________；若沿路径ACB移动该电荷，电场力做的功W2＝________；若沿曲线图2－1－1ADB移动该电荷，电场力做的功W3＝________。由此可知，电荷在电场中移动时，电场力做的功的特点是______________________________________________________。解析：路径AB、ACB、曲线ADB在电场线方向上的投影都是BC＝lcosθ，因此沿这三条路径电荷由A运动到B，电场力做的功都是qElcosθ，可见电场力做功与路径无关，只与电荷1的始末位置有关。答案：qElcosθqElcosθqElcosθ电场力做功的大小与路径无关，只与始末位置有关电势能1．定义电荷在电场中某点的电势能等于把电荷从这点移到选定的参考点的过程中电场力所做的功。2．相对性电势能的大小与所选取的零势能点有关。同一电荷相对于不同的参考点的电势能不同。3．电场力做功与电势能变化的关系电场力对电荷做正功，电荷的电势能减少；电场力对电荷做负功，电荷的电势能增加。总之，电场力对电荷做多少功，电荷的电势能就改变多少，即电场力对电荷做的功等于电荷电势能的变化量。1．电势能的特点(1)电势能是标量，有正负，但没有方向。电势能的正、负值仅表示大小，正值表示电势能大于参考点处的电势能，负值表示电势能小于参考点处的电势能。(2)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当确定参考点，也就是零势能点的位置。(3)电势能是由电场和电荷共同决定的，属于电场和电荷系统所共有的，我们常习惯说成电场中的电荷所具有的电势能。2．判断电势能大小的方法(1)做功判定法：无论是哪种电荷，只要是电场力做了正功，电荷的电势能一定是减少的；只要是电场力做了负功(克服电场力做功)，电势能一定是增加的。(2)电场线法：正电荷顺着电场线的方向移动，电势能一定减少，逆着电场线的方向移动，电势能一定增加；负电荷顺着电场线的方向移动，电势能一定增加，逆着电场线的方向移动，电势能一定减少。(3)电性判定法：同种电荷相距越近电势能越大，相距越远电势能越小；异种电荷相距越近电势能越小，相距越远电势能越大。2．下列说法中正确的是()①无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越多，电荷在该点的电势能越大②无论是正电荷还是负电荷，从电场中某点移到无穷远处时，电场力做的正功越少，电荷在该点的电势能越大③无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，克服电场力做功越多，电荷在该点的电势能越大④无论是正电荷还是负电荷，从无穷远处移到电场中某点时，电场力做功越多，电荷在2该点的电势能越大A．①③B．②④C．②③D．①④解...