2.1电场力做功与电势能 学案 (3)

2.1电场力做功与电势能
学案
【学习要点】
一、电场力的功
1.W=F·S=qEd
S、d应是沿电场线方向位移，根据F、S的方向决定电场力做正功、负功。
2.电场力做功与路径无关，与重力功比较理解上述内容.
3.对电场力做功的理解着重注意电场力与电场力方向上的距离的关系，即要一致。如果不一致，就需要进行相关分解。
二.电势能：
1．定义：因电场对电荷有作用力而产生的由电荷相对位置决定的能量叫电势能。
2．电势能具有相对性，通常取无穷远处或大地为电势能的零点。电荷在电场中具有的势能，和重力势能一样要确定0势能的位置。比0电势能高的电势能为正，比零电势能低的电势能为负。电势能用ε表示，单位焦耳（J）
3．电势能大小：电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做的功。
4.电势能与电场力的功的关系，W=－△ε
△ε=ε2
－ε1
，电场力做正功电势能减少，电场力做负功电势能增加。与重力功和重力势能变化的关系进行比较。
4．电场力做功是电势能变化的量度：电场力对电荷做正功，电荷的电势能减少；电荷克服电场力做功，电荷的电势能增加；电场力做功的多少和电势能的变化数值相等，这是判断电荷电势能如何变化的最有效方
【解题点要】
例一、下列说法正确的是（
）
A.电场中顺着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少
B.
在电场中逆着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少
C.在电场中顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能减少
D.在电场中逆着电场线移动负电荷，电场力做负功，电荷电势能增加
解析：根据我们学过电场知识可知顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势减少，移动负电荷，电场力做负功电荷电势能增加；逆着电场线移动正电荷，电场力做负功电荷电势能增加，移动负电荷电场力做正功，电荷电势能减少。选项A，不知移动电荷正、负，无法判断电场力做功正、负，结论不正确，不能选A，同样道理不能B。沿电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能一定减小，故选项C正确，选项D，电场力做负功是错的，结论是错的，不能选D，答案：C
本题解答过程中所用的知识可做为一条原则记下，考虑问题时会比较方便
例二、电子在电场中由电势高处运动到电势低处的过程中，下列说法中正确的是（
）
A.电子动能一定越来越小
B.
电子电势能一定越来越大
C.电子速度一定越来越大
D.电子电势能可能越来越小
解析：根据题意和选项，解答本题需要力学知识，电场知识的结合才能准确选择，从高电势处运动到低电势处，是顺电场线方向运动，电子所受电场力与运动方向反向，电场力对电子做负功，根据动能定理，电子动能应减小，A选项正确，同量电子电势能增加，B选项正确，C、D选项错误。答案应为A
B
从本题可以看出：(1)前面学过力学规律在解答电场问题必须能准确使用
(2)电场力对电子做负功，使电子动能减少，转化为电势能，符合能量转化原理。
针对训练：
一、选择题
　　1．关于电势差和电场力作功的说法中，正确的是
[
]
　　A．电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电量决定
　　B．电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电量决定
　　C．电势差是矢量，电场力作的功是标量
　　D．在匀强电场中与电场线垂直方向上任意两点的电势差均为零
　　2．在电场中，A点的电势高于B点的电势，则
[
]
　　A．把负电荷从A点移到B点，电场力作负功
　　B．把负电荷从A点移到B点，电场力作正功
　　C．把正电荷从A点移到B点，电场力作负功
　　D．把正电荷从A点移到B点，电场力作正功
　　3．在静电场中，关于场强和电势的说法正确的是
[
]
　　A．电场强度大的地方电势一定高
　　B．电势为零的地方场强也一定为零
　　C．场强为零的地方电势也一定为零
　　D．场强大小相同的点电势不一定相同
　　4．若带正电的小球只受电场力的作用，则它在任意一段时间内
[
]
　　A．一定沿着电场线由高电势向低电势运动
　　B．一定沿着电场线由低电势向高电势运动
　　C．不一定沿电场线运动，但一定由高电势向低电势运动
　　D．不一定沿电场线运动，也不一定由高电势向低电势运动
　　5．有一电场的电场线如图1所示，场中A、B两点电场强度的大小和电势分别用EA、EB和UA、UB表示，则
[
]
　　A．Ea＞Eb
Ua＞Ub　B．Ea＞Eb
Ua＜Ub
　　C．Ea＜Eb
Ua＞Ub　D．Ea＜Eb
Ua＜Ub
　　6．如图2，A、B为两等量异号点电荷，A带正电，B带负电，在A、B连线上有a、b、c三点，其中b为连线的中点，ab＝bc，则
[
]
　　A．a点与c点的电场强度相同
　　B．a点与c点的电势相同
　　C．a、b间电势差与b、c间电势差相等
　D．点电荷q沿A、B连线的中垂线移动，电场力不作功
　一、选择题
　　1．BD
2．AD
3．D　4．D　5．D
6．ACD