高中物理电场力做功与电势能公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件.pptx

第第2 2章章第第1 1节节新知预习新知预习巧设计巧设计名师课堂名师课堂一点通一点通创新演练创新演练大冲关大冲关读教材读教材填要点填要点要点一要点一要点二要点二随堂检测随堂检测 归纳小结归纳小结课下作业课下作业 综合提升综合提升试身手试身手夯基础夯基础第1页第1页返回第2页第2页返回第3页第3页返回1知道知道电场电场力做功特点，会用力做功特点，会用W qEd求解求解电电荷在匀荷在匀强强电场电场中移中移动时电动时电 场场力所做功。力所做功。2理解理解电势电势能概念；知道能概念；知道电场电场力做功与力做功与 电势电势能改能改变变之之间间关系。关系。第4页第4页返回3理解静理解静电现电现象及其在生象及其在生产产、生活中、生活中 应应用。用。第5页第5页返回第6页第6页返回读读教材教材填要点填要点 一、一、电场电场力做功特点力做功特点 (1)在在电场电场中移中移动电动电荷荷时时，电场电场力做功与力做功与 无关，无关，只与始、末位置相关。可只与始、末位置相关。可见电场见电场力做功与重力做功特力做功与重力做功特点相同。点相同。(2)在匀在匀强强电场电场中，中，电场电场力做功力做功为为W ，其，其中中d为电为电荷始、末位置沿荷始、末位置沿 线线方向上距离。方向上距离。路径路径qEd电场电场第7页第7页返回 二、二、电势电势能能 1定定义义 电电荷在荷在电场电场中某点中某点电势电势能等于把能等于把电电荷从荷从这这点移到点移到 过过程中程中 所做功。所做功。2电场电场力做功与力做功与电势电势能改能改变变关系关系 电场电场力力对电对电荷做正功荷做正功时时，电电荷荷电势电势能就能就 ，电场电场力力对电对电荷做荷做负负功功时时，电电荷荷电势电势能就能就 。电场电场力做功力做功过过程就是程就是 能能转转化化为为 能能过过程。程。选选定参考点定参考点电场电场力力减少减少电势电势其它形式其它形式增长增长第8页第8页返回 3电势能相对性及绝对性 电势能是相正确，选择不同零势能点，电荷在电场中同一点电势能是 ，但电场中两点间 却不会因为零势能点选择不同而发生改变。不同电势电势能之差能之差第9页第9页返回试试身手身手夯基夯基础础1如如图图211所表示，一根所表示，一根绝缘绝缘杆杆长长l，两端，两端 分分别带别带有等量异种有等量异种电电荷，荷，电电荷量荷量为为Q，杆，杆 处处于于纸纸面内面内时时，匀，匀强强电场电场方向与杆方方向与杆方 向成角度向成角度60。若。若场场强强为为E，使杆沿，使杆沿顺时顺时 针针方向方向转过转过60角角时时，电场电场力一共做了多少功？力一共做了多少功？图图211第10页第10页返回第11页第11页返回2下列下列说说法中正确是法中正确是 ()A当两个正点当两个正点电电荷互相靠近荷互相靠近时时，它，它们们之之间库仑间库仑力增力增 大，它大，它们电势们电势能减小能减小B当两个当两个负负点点电电荷互相靠近荷互相靠近时时，它，它们们之之间库仑间库仑力增力增 大，它大，它们电势们电势能也增大能也增大C一个正点一个正点电电荷与一个荷与一个负负点点电电荷互相靠近荷互相靠近时时，它，它们们之之 间库仑间库仑力增大，它力增大，它们电势们电势能也增大能也增大D一个正点一个正点电电荷与一个荷与一个负负点点电电荷互相靠近荷互相靠近时时，它，它们们之之 间库仑间库仑力减小，它力减小，它们电势们电势能也减小能也减小第12页第12页返回答案：答案：B第13页第13页返回3a、b为电场为电场中两个点，如把中两个点，如把q2108 C负电负电荷从荷从a点移到点移到b点，点，电场电场力力对该电对该电荷做了荷做了4107 J正功，正功，则该电则该电荷荷电势电势能如何改能如何改变变？改？改变变了多少？了多少？解析：解析：在在电场电场中，只要中，只要电场电场力力对电对电荷做正功，无荷做正功，无论电论电荷正荷正负负，该电该电荷荷电势电势能一定减少，反之能一定减少，反之则则增增长长，因此本，因此本题题中中该该电电荷荷电势电势能减少，减少了能减少，减少了4107 J。答案：答案：减少了减少了4107 J第14页第14页返回第15页第15页返回第16页第16页返回1电场电场力做功特点力做功特点 电场电场力力对电对电荷所做功，与荷所做功，与电电荷初、末位置相关，与荷初、末位置相关，与电电荷通荷通过过路径无关。路径无关。(1)在匀在匀强强电场电场中，中，电场电场力做功力做功为为WqEd，其中，其中d为电为电荷沿荷沿电场线电场线方向上位移。方向上位移。(2)电场电场力做功与重力做功相同，只要初、末位置力做功与重力做功相同，只要初、末位置拟拟定定了，移送了，移送电电荷荷q做功就是做功就是拟拟定定值值。第17页第17页返回 2电场电场力做功正力做功正负负判断判断 (1)依据依据电场电场力和位移方向力和位移方向夹夹角判断，此法角判断，此法惯惯用于用于匀匀强强电场电场中恒定中恒定电场电场力做功判断。力做功判断。夹夹角角为锐为锐角做正功，角做正功，夹夹角角为钝为钝角做角做负负功。功。(2)依据依据电场电场力和瞬力和瞬时时速度方向速度方向夹夹角判断，此法角判断，此法惯惯用用于判断曲于判断曲线线运运动动中改中改变电场变电场力做功，力做功，夹夹角是角是锐锐角做正功，角做正功，是是钝钝角做角做负负功，两者垂直不做功。功，两者垂直不做功。第18页第18页返回 名名师师点睛点睛 (1)对对于公式于公式WqEd中中d一定不要理解一定不要理解为电场为电场中任意两中任意两点点间间距离距离L，应为应为沿沿电场线电场线方向距离。方向距离。设电场线设电场线与两点与两点间间距距离离L夹夹角角为为，则则dLcos；若；若场场强强方向与方向与电电荷位移荷位移s方向有方向有夹夹角角，则则WqEscos。(2)电电荷在荷在电场电场中移中移动时动时，电势电势能改能改变变只与只与电场电场力所做力所做功相关，与零功相关，与零电势电势能参考点能参考点选选取无关。取无关。第19页第19页返回 1.如如图图212所表示，所表示，电电荷荷电电荷量荷量为为q，场场强强为为E，AB间间距距为为d，分，分别别求点求点电电荷沿荷沿图图中三条路径从中三条路径从A运运动动到到B时时，电场电场力力对对它所做功。它所做功。图图212 思思绪绪点点拨拨在匀在匀强强电场电场中，中，电场电场力力为为恒力，可依恒力，可依据恒力做功公式据恒力做功公式WFscos计计算功。算功。第20页第20页返回解析解析当当电电荷沿荷沿AB连线连线运运动动到到B时时，WqEd，当当电电荷沿荷沿ACB运运动动到到B时时，WFLcosFLcos 90qEd，当当电电荷沿荷沿ADB运运动动到到B时时，WFL1cosFL2cosqEd。答案答案均均为为qEd第21页第21页返回 在匀在匀强强电场电场中求中求电场电场力功力功时应时应用公式用公式WqEd，其，其中中d为为两点在两点在电场线电场线方向距离，特点是与路径无关。方向距离，特点是与路径无关。第22页第22页返回第23页第23页返回 1对电势对电势能理解能理解 (1)电势电势能是由能是由电场电场和和电电荷共同决定，属于荷共同决定，属于电电荷和荷和电场电场合共有，我合共有，我们习惯们习惯上上说说成成电电荷荷电势电势能。能。(2)电势电势能是能是标标量，有正、量，有正、负负但没方向，但没方向，电势电势能是正能是正值值，表示表示电势电势能不小于参考点能不小于参考点电势电势能；能；电势电势能是能是负值负值，表示，表示电电势势能小于参考点能小于参考点电势电势能。能。(3)电势电势能是相正确，其大小与能是相正确，其大小与选选定参考点相关。定参考点相关。拟拟定定电电荷荷电势电势能，首先能，首先应应先先拟拟定参考点，也就是零定参考点，也就是零势势点位置。点位置。第24页第24页返回(4)电势电势能和重力能和重力势势能很能很类类似，可作下列似，可作下列对对比：比：电势电势能能重力重力势势能能电场中电荷含有势能电势能重力场中物体含有势能重力势能电场中同一位置上不同样电量电荷电势能不同样重力场中同一位置上不同样质量物体重力势能不同样第25页第25页返回电势电势能能重力重力势势能能在电场力作用下移动电荷，即电场力做正功时，电势能减少外力克服电场力作用移动电荷，即电场力做负功时，电势能增长在重力作用下移动物体，即重力做正功时，重力势能减少外力克服重力作用移动物体，即重力做负功时，重力势能增长第26页第26页返回 2鉴鉴定定电势电势能增减能增减办办法法 (1)做功做功鉴鉴定法：无定法：无论论是哪种是哪种电电荷，荷，只要只要电场电场力做正功，力做正功，电电荷荷电势电势能一定减少；能一定减少；只要只要电场电场力做力做负负功，功，电电荷荷电势电势能一定增能一定增长长。即即电场电场力做功力做功值值等于等于电势电势能改能改变变量，即量，即WABEpAEpB，与，与其它力是否做功无关。其它力是否做功无关。第27页第27页返回 (2)电场线电场线法：法：正正电电荷荷顺顺着着电场线电场线方向移方向移动动，电势电势能一定减少，逆能一定减少，逆着着电场线电场线方向移方向移动动，电势电势能一定增能一定增长长；负电负电荷荷顺顺着着电场线电场线方向移方向移动动，电势电势能一定增能一定增长长，逆，逆着着电场线电场线方向移方向移动动，电势电势能一定减少。能一定减少。(3)电电性性鉴鉴定法：定法：同种同种电电荷靠近荷靠近时电势时电势能增大，能增大，远远离离时电势时电势能减少；能减少；异种异种电电荷靠近荷靠近时电势时电势能减少，能减少，远远离离时电势时电势能增大。能增大。第28页第28页返回 名名师师点睛点睛 在在电场电场中同一点，正、中同一点，正、负电负电荷所含有荷所含有电势电势能正、能正、负负号号正好相反。正好相反。第29页第29页返回 2.有一有一带负电带负电点点电电荷，从荷，从电场电场中中A点移到点移到B点点时时，克服，克服电场电场力做功力做功6104 J。从。从B点移到点移到C点，点，电场电场力做力做功功9104 J，问问：(1)若以若以A为为零零势势能点，能点，B、C两点两点电势电势能各能各为为多少？多少？A、C间电势间电势能之差能之差为为多少？多少？(2)若以若以B为为零零势势能点，能点，A、C两点两点电势电势能各能各为为多少？多少？A、C间电势间电势能之差能之差为为多少？多少？第30页第30页返回思思绪绪点点拨拨第31页第31页返回 解析解析(1)从从A点移到点移到B点，克服点，克服电场电场力做功力做功6104 J，电电势势能增能增长长6104 J，由于，由于A点点电势电势能能为为零，故零，故B点点电势电势能能为为6104 J。从从B点移到点移到C点，点，电场电场力做功力做功9104 J，电势电势能减少能减少9104 J，故，故C点点电势电势能能为为3104 J。由于由于A为为零零势势能点，故能点，故A、C间电势间电势能之差能之差为为3104 J。(2)以以B点点为为零零势势能点，能点，电电荷从荷从A点移到点移到B点，点，电势电势能增能增 加加6104 J，故，故A点点电势电势能能为为6104 J。第32页第32页返回 从从B点移点移动动到到C点，点，电势电势能减少能减少9104 J，故故C点点电势电势能能为为9104 J。A、C间电势间电势能之差能之差为为3104 J。答案答案(1)6104 J3104 J3104 J(2)6104 J9104 J3104 J第33页第33页返回 电势能含有相对性，但电势能差值与零势能点选电势能含有相对性，但电势能差值与零势能点选取无关，电场力做功等于电势能改变负值。取无关，电场力做功等于电势能改变负值。第34页第34页返回第35页第35页返回第36页第36页返回1(相相应应要点一要点一)如如图图213所表示两个所表示两个带电带电小小 球球电电荷量分荷量分别为别为q和和q，固定在一，固定在一长长 度度为为L绝缘细绝缘细杆两端，置于杆两端，置于电场电场强强度度为为 E匀匀强强电场电场中，杆与中，杆与场场强强方向平行，其位置如方向平行，其位置如图图所表示。所表示。若此杆若此杆绕过绕过O点垂直于杆点垂直于杆轴线转动轴线转动180，在此，在此转动过转动过程程 中中电场电场力做功力做功为为 ()A0BqEL C2qEL DqEL图图213第37页第37页返回解析：解析：杆杆绕过绕过O点垂直于杆点垂直于杆轴线转动轴线转动180，电场电场力力对对q做功做功W1qEL，电场电场力力对对q做功做功W2qEL，电场电场力做功力做功WW1W22qEL，因此答案，因此答案为为C。答案：答案：C第38页第38页返回A物体克服物体克服电场电场力做功力做功qEsB物体物体电势电势能减少了能减少了0.8qEsC物体物体电势电势能增能增长长了了qEsD物体物体动动能减少了能减少了0.8qEs第39页第39页返回解析：解析：匀匀强强电场电场中正中正电电荷受到荷受到电场电场力与力与电场线电场线方向相同，由方向相同，由于是沿于是沿电场电场反方向运反方向运动动，因此，因此电场电场力做力做负负功，即物体克服功，即物体克服电电场场力做功，又由于运力做功，又由于运动动距离距离为为s，故克服，故克服电场电场力做功力做功为为qEs，选项选项A正确；物体克服正确；物体克服电场电场力做功力做功qEs，电势电势能增能增长长qEs，选选项项B错误错误，C正确；正确；动动能改能改变变取决于合力所做功，物体受到外取决于合力所做功，物体受到外力力为为0.8qE，合外力做功，合外力做功为为0.8qEs，故，故动动能减少能减少0.8qEs，选选项项D正确。正确。答案：答案：B第40页第40页返回第41页第41页返回 （1）电场电场力做功特点能力做功特点能够类够类比重力做功特点，即与比重力做功特点，即与路径无关，路径无关，仅仅与初、末位置相关。与初、末位置相关。（2）电势电势能改能改变变由由电场电场力做功唯一决定，因此在判力做功唯一决定，因此在判断断电势电势能改能改变时变时首先判断首先判断电场电场力做功情况。力做功情况。（3）电势电势能含有相能含有相对对性，解性，解题时题时要注意要注意选选取恰当零取恰当零势势能面。但能面。但电势电势能改能改变变与零与零势势能面能面选选取无关。取无关。第42页第42页返回点击下图进入课下作业 综合提升第43页第43页