学案:第1节 电场力做功与电势能
更新时间:2023-11-28 10:24:01 阅读量: 教育文库 文档下载
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第1节 电场力做功与电势能
课前自主学案 一、电场力做功的特点
1.电场力做功与电荷经过的_____无关,只与电荷的_________有关. 2.在匀强电场中,电场力做的功为W= _____.其中d为电荷的始末位置________的距离. 二、电势能
1.定义:电荷在电场中某点的电势能等于把电荷从这点移到选定的_______的过程中_______所做的功.
2.相对性:电势能的大小与选取的_______有关. 3.与电场力做功的关系:___________.
即:电场力对电荷做正功,电势能_____ .电场力对电荷做负功,电势能_____ . 课堂互动讲练 类型一:电场力做功的计算
1、如图所示,在场强为E的匀强电场中有相距为L的A,B两点,连线AB与电场线的夹角为θ,将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点,若沿直线AB移动该电荷,电场力做的功W1=________;若沿路径ACB移动该电荷,电
场力做的功W2=________;若沿曲线ADB移动该电荷,电场力做的功W3=________.由此可知电荷在电场中移动时,电场力做功的特点是______________. 类型二:电势能的计算
2、(2013年福州高二检测)如图,匀强电场中带电荷量为+q的电荷从B运动到A,电场力做功WE=1.6×10
-3
J(A点定为零势能位置),问:
(1)B点的电势能为多少?
(2)若将电荷改为带电荷量为q的负电荷,其他条件不变,B点的电势能又为多少?
变式训练1:只受到电场力作用的电荷,下列说法正确的是( ) A.顺着电场线运动的电荷的电势能一定减少 B.逆着电场线运动的电荷的电势能一定增加 C.若电场力对电荷做正功,则电荷动能一定增加 D.若电场力对电荷做负功,则电势能一定减少
变式训练2:(2013年宁德高二检测)如图所示,在点电荷电场中的一条电场线上依次有A、B、C三点,分别把+q和-q的试探电荷依次放在三点上,关于它所具有的电势能的正确说法是( )
①放上+q时,它们的电势能EA>EB>EC ②放上+q时,它们的电势能EA 1 类型三:电场中的功能关系应用 3、(2013年济南高二单元检测)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,能量变化情况为( ) A.动能减小 B.电势能增加 C.动能和电势能之和减少 D.重力势能和电势能之和增加 变式训练:一个带电小球从空中的a点运动到b点的过程中,重力做功3 J,电场力做功1 J,克服空气阻力做功0.5 J,则小球( ) A.在a点的重力势能比在b点大3 J B.在a点的电势能比b点小1 J C.在a点的动能比在b点小3.5 J D.a点的机械能比b点机械能少0.5 J 同步测控: 1.带负电的试探电荷,只受电场力作用,下列几种情况正确的是( ) A.它的运动方向跟所在位置的场强方向相反 B.它受力的方向跟所在位置的场强方向相反 C.它的动能增加,电势能减小 D.它的电势能越来越大 2.下列关于电荷的电势能的说法中正确的是( ) A.电荷在电场强度大的地方电势能一定大 B.电荷在电场强度为零的地方,电势能一定为零 C.电荷只在电场力的作用下,电荷的电势能一定减少 D.只在电场力的作用下,电荷的电势能可能增加,也可能减小 3.(2013年福建龙岩高二检测)两带电小球,电荷量分别为+q和-q,固定在一长度为l的绝缘杆两端,置于电场强度为E的匀强电场中,杆与场强方向平行,其位置如图所示.若此杆绕过O点垂直于杆的轴转过180°,则此过程中电场力做功为( ) A.零 B.qEl C.2qEl D.πqEl - 4.a、b为电场中的两个点,如果把q=-2×108 C的负电荷从a点移到b点,电场力对该 - 电荷做了4×107 J的正功,则该电荷的电势能( ) -- A.增加了4×107 J B.增加了2×108 J -- C.减少了4×107 J D.减少了8×1015 J 5、(2013?江门二模)静电喷涂时,喷枪喷出的涂料微粒带电,在带正电被喷工件的静电力作用下,向被喷工件运动,最后吸附在其表面.在涂料微粒向工件靠近的过程中( ) A、涂料微粒带负电 B、离工件越近,所受库仑力越小 C、电场力对涂料微粒做负功 D、涂料微粒的电势能减小 6.(2013年福建“四市六校”联考)如图,将一质量为m,电荷量为+q的小球固定在绝缘轻杆的一端,杆的另一端可绕通过O点的固定轴转动,杆长为l杆和小球置于场强为E的匀强电场中,电场的方向如图所示.将杆拉至水平位置OA,在此处将小球自由释放,求杆运动到竖直位置OB时,小球的动能及小球电势能的变化量. 2 参考答案 1、【答案】 qELcosθ qELcosθ qELcosθ 只与初、末位置有关,与路径无关 -3-32、【答案】 (1)1.6×10 J (2)-1.6×10 J 解:选C解:选D 3、【答案】 C 解:选ACD 1、解析:选B.带负电的电荷,只受电场力作用,其受力方向应跟所在位置的场强方向相反;但因为不知电荷的初速度情况,所以不能判断其运动方向及力的做功情况,也就不能判断电势能的变化情况. 2、解析:选D.因为电势能是一个相对量,电势能的大小和零势能点的选取有关,A错误;电场强度为零的地方,电势能不一定为零,如处于静电平衡状态的导体,内部的场强为零,但电势能不为零,B错误;如果电荷的初速度为零,电荷只在电场力的作用下,电荷将做加速运动,电荷的电势能转化为动能,但如果电荷的初速度不为零,电荷可能在电场力的作用下,先做减速运动,这样电场力对电荷做负功,电荷的动能转化为电势能,电荷的电势能增加,所以C错误,D正确.答案为D. 3、解析:选C.由图示位置绕O点转过180°的过程中,电场力对正、负电荷都做正功W=qEl,所以总功为2qEl.选项C正确. 4、解析:选C.可以借助电场力做功的特征与重力做功的特征相似来分析.当重力对物体做正功时,物体是从高处降到低处,重力势能减少;当重力对物体做负功时,物体是从低处升到高处,重力势能增加.在电场中,不管是哪种电荷,只要是电场力对电荷做了正功,该电荷的电势能一定减少;反之,电场力做负功,该电荷的电势能一定增加.且电场力做功的多少等于电势能变化的多少,故选C. 5、解:A、由图知,工件带正电,则在涂料微粒向工件靠近的过程中,涂料微粒带负电.故A正确. B、离工件越近,根据库仑定律得知,涂料微粒所受库仑力越大.故B错误. C、D涂料微粒所受的电场力方向向左,其位移方向大体向左,则电场力对涂料微粒做正功,其电势能减小.故C错误,D正确. 故选AD 6、解析:小球从A到B,由动能定理得mgl+qEl=Ek-0 所以B处小球动能Ek=mgl+qEl 电场力做功W=qEl 所以电势能减少ΔEp=W=qEl . 答案:mgl+qEl 电势能减少 ΔEp=qEl 3
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