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课件网) 第二章 电势能与电势差 2.1 静电力做功与电势能 我们知道，在攀岩运动中，若攀岩者上升，则重力做负功；若攀岩者下降，则重力做正功。重力做功的多少与攀岩者的始末位置有关，与攀岩路径无关。 那么，电荷在静电力作用下运动，若静电力对电荷做功，与重力做功有无相似之处？ 重力做功 运动路径无关 匀强电场中，电场力与重力相似， mg qE 电场力做功是否有相似的特点？ (1)如图丙所示，在电场强度为E的匀强电场中，若将一个带正电的电荷量为q的试探电荷沿电场方向从A点移动到B点，移动距离为d，则静电力做功为多少？ (2)如果将这个试探电荷从A点沿折线ACB移动到B点，则静电力做功为多少？ (3)如果试探电荷沿任一路径从A点移动到B点(如图丙中的曲线表示的路径)，静电力做功又是多少？可得出什么结论。 C A B 如果不是沿直线运动呢？ (1)沿直线AB运动 (2)沿折线ACB运动 电场力垂直速度，不做功 结论： 以上两种不同路径中静电力对q所做的功一样 沿直线 W1=F ·|AB|=qE·d 全过程做功 W2=qE ·|AB|+0=qE· d θ 匀强电场 E +q F d l l′ 匀强电场 E A B (3)沿任一路径从A点移动到B点 +q F F F F x1 x2 x3 x4 x1 + x2 + x3 + x4 …= 由以上的推导我们发现了什么 W1 = qE ·x1 W2 = qE ·x2 W3 = qE ·x3 |AB| 说明静电力做功与路径无关，只与初、末位置有关. 推广：非匀强电场也适用. W4 = qE ·x4 沿曲线 (1)电荷从电场中的A点运动到了B点，路径不同，静电力做功的大小就可能不同。( ) (2)电荷从电场中的某点开始出发，运动一段时间后，又回到了该点，则静电力做功为零。( ) (3)正电荷沿着电场线方向运动，静电力对正电荷做正功；负电荷沿着电场线的反方向运动，静电力对负电荷做正功。( ) (4)电荷在电场中运动，静电力做功只与位置有关，与电荷正、负无关。 ( ) × √ √ × 1.如图所示的匀强电场中，有a、b、c三点，dab＝5 cm，dbc＝12 cm，其中ab沿电场方向，bc和电场方向成60°角。一个电荷量为q＝4×10－8 C的正电荷从a移到b时电场力做的功为W1＝1.2×10－7 J，求： (1)匀强电场的电场强度E的大小； 答案 (1) 60 N/C (2) 2.64×10－7 J (2)电荷从a移到c，电场力做的功W2。 一个正电荷在电场中只受到静电力F的作用，它在电场中由A点运动到B点时，静电力做了正功WAB。由动能定理可知，该电荷的动能增加了WAB。 从能量转化的角度思考，物体动能增加了，意味着另外一种形式的能量减少了。类比重力做功与重力势能的关系，这是一种什么形式的能量呢？ 电荷只受静电力作用，只有静电力做功，故这种能量变化与静电力做功有关，静电力做功与重力做功特点相似：做功与路径无关，那么这种能就是势能的一种。 电势能Ep 1.概念：电荷在电场中具有的势能，这种势能称为电势能。用Ep表示。 2.大小：电荷在电场中某点的电势能，等于电荷从该点移动到零电势能点静电力所做的功。 3.电势能与静电力做功的关系：静电力做的功等于电势能的减小量，即WAB＝EpA－EpB＝－ΔEp。 4.电势能的相对性：选择不同的零电势能点，电荷在电场中同一点的电势能的值是不同(填“相同”或“不同”)的。 5.电势能为标量，正负值表示电势能的大小。 (1)分析正电荷只在静电力作用下从A→B运动(图甲)和从B→A运动时(图乙)静电力做功情况、动能和电势能的变化. 从A→B静电力做正功，动能增加，电势能减少 从B→A静电力做负功，动能减少，电势能增加 A B qE WAB＝EpA－EpB＝EpA - 0 EpA＝WAB 思考与讨论 mg A B A B qE (2)如果规定B点为零势能位置，若电荷从A移动至B静电力对电荷做功为WAB，则电荷在A点电势能是多少？ 2.(多选)如图所示，在正点电荷产生的电场中的一条电场线上依次 ... ...
