物理必修 第三册第1节 静电力做功与电势能优质学案设计

2.1静电力做功与电势能

【学习目标】

1.知道静电力做功与路径无关。

2.理解电势能的概念，认识电势能的相对性。

3.理解静电力做功与电势能变化的关系。

【知识梳理】

一、静电力做功特点：

1、1．特点：静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置     ，与电荷经过的路径     。

二、电势能

1．概念：电荷在          中具有的势能。用Ep表示。

3．电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移到        时所做的功。

3．零势能点：电场中规定的电势能    的位置，通常把离场源电荷       或       的电势能规定为零。

4. 电势能的性质：

系统性：电势能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的电势能

相对性：电势能是相对的，其大小与选定的电势能为零的参考点有关。确定电荷的电势能，首先应确定参考点

标矢性：标量，但是有正负，表示大小

三、静电力做功与电势能变化的关系

1.静电力做的功等于电势能的      ，WAB＝       。

【经典例题】

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移到C，静电力做了1.2×10－5 J的功，则：

(1)该电荷从A移到B，再从B移到C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？

例2.一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下。若不计空气阻力，则此带电油滴从a运动到b的过程中，下列说法正确的是  (　　)

A．油滴带正电

B．电势能增加

C．动能增加

D．重力势能和电势能之和增加

【巩固训练】

1．在电场中，把电荷量为4×10－9 C的正点电荷从A点移到B点，克服静电力做功6×10－8  J，以下说法正确的是(　　)

A．电荷在B点具有的电势能是6×10－8 J

B．电荷在B点的电势能是―6×10－8 J

C．电荷的电势能增加了6×10－8 J

D．电荷的电势能减少了6×10－8 J

2.如图所示，Q1和Q2是两个固定的负点电荷，在它们的连线上有a、b、c三点，其中b点的合场强为零，现将另一负点电荷q由a点沿连线移动到c点，在移动的过程中，点电荷q的电势能变化是（    ）

   A、不断减少   B、不断增加C、先增加后减少    D、先减少后增加

3.如图所示，A、B为某电场线上的两点，那么以下结论正确的是(　　)

A．把正电荷从A移到B，静电力做正功，电荷的电势能增加   

B．把负电荷从A移到B，静电力做负功，电荷的电势能增加   

C．把负电荷从A移到B，静电力做正功，电荷的电势能增加   

D．不论正电荷还是负电荷，从A到B电势能逐渐降低   

4．如图所示，空间有一水平匀强电场，在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒，在电场力和重力作用下沿图中虚线由A运动至B，其能量变化情况是(　　)

A．动能减少，重力势能增加，电势能减少

B．动能减少，重力势能增加，电势能增加

C．动能不变，重力势能增加，电势能减少

D．动能增加，重力势能增加，电势能减少

5.如图所示，有一带电的微粒，在电场力的作用下沿曲线从M点运动到N点，则微粒(　　)

A．带负电，电势能增加

B．带负电，电势能减少

C．带正电，电势能增加

D．带正电，电势能减少

6（多选）.如图所示，在真空中有两个带相等电荷量的负电荷q1和q2，它们分别固定在A、B两点，CD为A、B连线的中垂线。现将正电荷q3由C沿CD移至无限远处，在此过程中(　　)

A．q3的电势能逐渐增加

B．q3的电势能先逐渐增加，后逐渐减少

C．q3受到的静电力逐渐减小

D．q3受到的静电力先逐渐增大，后逐渐减小

7．将带电荷量q1＝＋1.0×10－8 C的点电荷，从无限远处移到匀强电场中的P点，需克服电场力做功2.0×10－6 J，q1在P点受到的电场力是2.0×10－5 N，方向向右。试求：

(1)P点场强的大小和方向；

(2)电荷的电势能在移动过程中如何变化？电荷在P点的电势能是多少？

8．(13分)如图所示，在匀强电场中，电场线与水平方向的夹角为θ，有一质量为m、带电荷量为＋q的带电小球，用长为L的细线悬挂于O点，当小球静止时，细线OA恰好呈水平状态。(重力加速度为g)

(1)求电场强度的大小；

(2)若用外力使小球绕O点做半径为L的圆周运动沿圆弧(图中虚线)从A点运动到O点正下方的B点，求此过程中电场力对小球做的功。

参考答案：

例1 (1)增加1.8×10－5 J　(2)3×10－5 J　1.8×10－5 J

例2C

巩固训练：

1. C
2. D
3. B
4. B
5. D
6. AD

7.(1)2 000 N/C　向右　(2)增加   2.0×10－6 J

8. 　(1)

(2)－mgL