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课件网) 第一章 静电场 1.4 电场力的功 电势能 教科版(2019)高中物理必修第三册 1 2 3 4 新课导入 学习目标 新课讲解 经典例题 5 课堂练习 6 课堂小结 目 录 学习目标 1.通过计算在匀强电场中移动电荷静电力所做的功,认识静电力做功跟路径无关的特点。 2.通过类比重力势能引入电势能,体会能量观点是分析物理问题的重要方法,并进一步认识到物理学的和谐统一性。 3.理解电势能的变化与静电力做功的关系。知道常见的电势能零点的规定方法。 一个正电荷在匀强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。根据能量守恒定律,动能增加就意味着有某种形式的能量在减少。 E A B F 是一种什么形式的能量在减少呢? 新课导入 M E A B θ + q F 问题1:将正的检验电荷q从A沿直线移至B,求电场力的功? W = F·|AB| cosθ = q E·|AM| 一、静电力做功的特点 问题2:将正的检验电荷q从A沿折线移至B,求电场力的功? 对AM: W1 = q E ·|AM| 对MB: W2 = 0 对全程: W = W1 + W2= q E·|AM| M E A B θ + + q F 一、静电力做功的特点 问题3:将正的检验电荷q从A沿曲线移至B,求电场力的功? W = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AM| W1 = q E ·x1 W2 = q E ·x2 W3 = q E ·x3 … … … … x1 + x2 + x3 +…= M E A B + q F E A B + q F + q F + q F + q F M x1 x2 x3 Q P F Δd 一、静电力做功的特点 (对于非匀强电场也适用) 这与什么力做功相似呢? 重力做功 结论:在匀强电场中移动电荷时,静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,但与电荷经过的路径无关。 结论 WG=mgh1- mgh2 表达式:重力势能Ep=mgh 重力做的功等于重力势能的减少量 重力做功的特点(A→B) 知识回顾 功和能量的变化密切相关。重力做功对应着重力势能的变化,那么,静电力做功又对应着哪种形式的能量变化呢? 类比推理 1、电势能:电荷在电场中具有的势能(符号:EP) (由于受到电场力而具有的与位置有关的势能) 2、单位:焦耳(J); 电场力做功和电势能变化关系如何? 3、电势能变化: Ep=EpB-EpA 一、电势能 正电荷从A点移到B点时,静电力做正功,电荷的电势能减少。 正电荷从B点移到A点时,静电力做负功,即电荷克服静电力做功,电荷的电势能增加。 把正电荷从A点移到B + 把正电荷从B点移到A - 一、电势能 4 、电场力做功和电势能的关系 (1)当WAB>0,则EpA>EpB,表明电场力做正功,电势能减小; (2)当WAB<0,则EpA