2019-2020学年粤教版选修3-1 第一章第四节 电势和电势差 学案
2019-2020学年粤教版选修3-1  第一章第四节  电势和电势差  学案第3页

(3)对比电场力做功和重力做功的特点,它们有什么相似之处?电场力做功将引起什么形式的能发生变化?电场力做功与该能变化有什么关系?

答案 (1)电场力F=qE,电场力与位移夹角为θ,电场力对试探电荷q做的功W=F·|AB|cosθ=qE·|AM|.在线段AM上电场力做的功W1=qE·|AM|,在线段MB上电场力做的功W2=0,总功W=W1+W2=qE·|AM|.

(2)W=qE·|AM|.电荷在匀强电场中经不同路径由A运动到B,电场力做功相同.说明电场力做功与路径无关,只与初、末位置有关.

(3)电场力做功与重力做功都与路径无关;电场力做功引起电势能的变化;W电=Ep初-Ep末.

1.静电力做功的特点

(1)静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,但与具体路径无关,这与重力做功特点相似.

(2)静电力做功的特点不受物理条件限制,不管静电力是否变化,是否是匀强电场,是直线运动还是曲线运动,静电力做功的特点不变.

2.电势能:电荷在电场中具有的能

(1)电势能Ep是由电场和电荷共同决定的,是属于电荷和电场所共有的,我们习惯上说成电荷在电场中某点的电势能.

(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,首先应确定参考点,也就是零势能点的位置.

(3)电势能是标量,有正负但没有方向.电势能为正值表示电势能大于参考点的电势能,电势能为负值表示电势能小于参考点的电势能.

3.静电力做功与电势能变化的关系

(1)WAB=EpA-EpB.

静电力做正功,电势能减小;静电力做负功,电势能增加.

(2)正电荷在电势高的地方电势能大,而负电荷在电势高的地方电势能小.

例1 将带电荷量为6×10-6 C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服静电力做了3×10-5 J的功,再从B点移到C点,静电力做了1.2×10-5 J的功,则:

(1)电荷从A点移到B点,再从B点移到C点的过程中电势能共改变了多少?

(2)如果规定A点的电势能为零,则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少?

(3)如果规定B点的电势能为零,则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少?

答案 见解析

解析 (1)WAC=WAB+WBC=-3×10-5J+1.2×10-5J=-1.8×10-5J.

电势能增加了1.8×10-5J.