1.4 电场力做功 电势能 课件 (共23张PPT)

(共23张PPT)
电场力做功 电势能
第一章　4　电势能　
授课教师：xx
日期：2023年5月
上节回顾
01
静电场 匀强电场
电场力
场强
场强的方向？
电场力的方向？
在电场强度为E的匀强电场中的A点，由静止释放一个电荷量为q的正点电荷，点电荷受到的重力忽略不计，问：点电荷将受到什么力的作用？将如何运动？此力做功了吗？
E
·
·
A
B
F
类比推理
02
重力做功与路径无关，只与物体的重力和初末位置的高度差决定。
A
B
mg
甲
h
A
B
θ
mg
乙
B
A
丙
起 点
终 点
重力做功的特点：
导学探究
(a)、(b)、(c)分别表示匀强电场(场强为E)中的＋q0电荷沿不同路径从A到B.
电场力做功与电势能
一
计算(a)、(b)、(c)三种情况下电场力做的功分别是多少？由此得出什么结论？
答案：(a)中电场力做的功W＝q0Ed.
(b)中在线段AC上电场力做的功W1＝q0ELcos θ＝q0Ed.在线段BC上做的功W2＝0，总功W＝W1＋W2＝q0Ed.
(c)中在垂直于电场方向的各线段上电场力不做功，在沿着电场方向的各线段上电场力做功之和为W＝q0Ed.
通过计算发现，在匀强电场中沿不同路径由A运动到B，电场力做功相同，说明：电场力做功与路径无关，只与移动电荷的电荷量以及起点和终点的位置有关.
1.电场力做功：在匀强电场中，电场力做功W＝qELcos θ，其中θ为_______
之间的夹角.
2.电场力做功的特点：电场力做功只与移动电荷的 以及 和_____
的位置有关，而与 无关.
电场力做功的特点
一
电场力
与位移
电荷量
起点
终点
路径
该结论对于非匀强电场也是适用的！
定义重力势能Ep = mgh
重力做的功等于重力势能的减少量
类比：重力做功与重力势能
E
·
·
A
B
F
电荷在电场中也具有一种势能——电势能
电势能
动能
电场力做功
电场力做的功=电势能的减少量
科学思维——类比推理
如果甲、乙两个对象之间存在着某些方面的相似，如都具有A、B性质，而因为甲对象还有C、D等性质，进而推论出乙对象可能也存在C、D等相似的性质。这样的推理过程成为类比，它是人们认识客观世界的一种思维方法。
利用类比推理得到的结果需要接受实验的检验，而且特别需要注意两对象之间可能存在的本质差异
电势能
二
1.定义：电荷在电场中具有的势能叫电势能。
2.单位：焦耳、J
3.电势能是标量。
重力做功引起了重力势能的改变，重力做功与重力势能的改变有何关系？
问题1：
重力做功与重力势能改变的关系
物体克服重力做了多少功，重力势能就增加多少。
重力做了多少正功，重力势能就减少多少。
（1）
（2）
电场力做功同样引起了电势能的改变，电场力做功与电势能的改变有什么关系？
问题2：
A
B
C
h1
h2
mg
E
A
B
d1
q
C
d2
F
电场力对电荷做正功，电荷的电势能减小。
电场力对电荷做负功，电荷的电势能增大。
电场力做功等于电势能的减少量
WAB = EPA - EPB = -ΔEP
电场力做功与电势能改变的关系
(2)电势能是标量，但有正负。
电势能为正，说明该点的电势能比零势能点的大
电势能为负，说明该点的电势能比零势能点的小
电势能(Ep)的特点
(1)电势能是相对的，其数值与零势能点的选择有关，通常选地面或无穷远处作为零势能点。
(3)电势能是电荷和电场所共有的，具有系统性。
E=200N/C
A
B
dAB=10cm
q=1C
C
dAC=15cm
F
结论：电荷在电场中某点的电势能，等于电场力把它从该点移到零势能点所做的功。
1、(多选)如图所示，在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点，分别把电荷量为+q和-q的点电荷依次放在这三点上，关于它们所具有的电势能，下列说法中正确的是（ ）
AD
2、(多选)如图所示，A、B、C为电场中同一电场线上的三点，设电荷在电场中只受静电力作用，则下列说法中正确的是（ ）
AD
课堂总结
03
名称
大小
变化原因
做功与势能变化的关系
性质
重力势能
电势能
物体在某点的重力势能等于重力把它从该点移动到零势能位置所做的功。
电荷在某点的电势能等于电场力把它从该点移动到零势能位置所做的功。
只有重力做功才会引起重力势能的变化。
只有电场力做功才会引起电势能的变化。
重力做正功，重力势能减少；
重力做负功，重力势能增加；
重力做的功等于重力势能的减少量；
WG=Ep1-Ep2=-ΔEP
电场力做正功，电势能减少；
电场力做负功，电势能增加；
电场力做的功等于电势能的减少量；
WF=EpA-EpB=-ΔEP
重力势能Ep具有相对性和系统性
电势能Ep具有相对性和系统性
项目
重力势能和电势能类比
一、电场力做功的特点：
与路径无关，只与起点和终点的位置有关
二、电势能（EP）：电荷在电场中具有的能量
1.电荷在某点的电势能，等于电场力把它从该点移动到零势能点时所做的功。
2.电势能是标量，具有相对性、系统性。
3.电场力做功与电势能变化的关系
电场力做的功等于电势能的增量：WAB=EPA-EPB
电场力做正功，电势能减少；
电场力做负功，电势能增加