导学案探究电场的能的性质.docxVIP

探究电场的能的性质(一)(学案) 【基础知识】 一、研究电场力做功的特点 1．电场力做功的大小：在匀强电场中任意两点间移动电荷时，电场力做的功为W＝qEL，L为两点沿 方向的距离． 2．电场力做功的特点：在任意静电场中，电场力对电荷所做的功跟移动电荷的路径 ． 思考：电荷在电场中运动时，电场力对电荷一定做功吗？ 提示：不一定．由电场力做功的特点可知，如果电荷运动的初、末位置是同一位置或电场力方向与运动方向始终垂直，则电场力对电荷做功为零． 二、研究电荷在电场中的功能关系 1．电势能 (1)定义：电荷在 中具有的势能叫做电势能，用Ep表示． (2)大小：电荷在电场中某点的电势能等于电荷从这点移动到选定的参考点的过程中 所做的功． (3)相对性：电荷在电场中具有的电势能具有相对性，规定了 (也就是电势能零点)才有具体值．通常取 处或 的电势为零． 2．电场力做功与电势能的关系 (1)关系：电荷在电场中从A点移动到B点的过程中，电场力所做的功等于电势能的减少量，用公式表示为：WE＝ . (2)特点：电场力对电荷做正功，则电势能一定 ，电场力做负功时，电势能一定 ． 三、电势差 1．定义：在电场中A、B两点间移动电荷，电场力对电荷做的功WAB跟电荷的电荷量q的 ，叫做这两点间的电势差，也叫 ． 2．公式：UAB＝ 或WAB＝ ． 3．单位：在国际单位制中，电势差的单位是 ，简称伏，符号是 ．如果1 C的正电荷在电场中由一点移动到另一点，电场力所做的功为1 J，这两点间的电势差就是1 V．即：1 V＝1J/C． 4．电势差是标量，电场力的功可以是正功也可以是负功，两点间的电势差可以是正值，也可以是负值． 5．电子伏特(eV) 如果电场中两点间的电压为1 V，若电场力把一个电子由一点移动到另一点，电场力所做的功等于1 eV， 1 eV＝ J． 四、对电场力做功与电势能变化的理解 1、功是能量转化的引起，电场力做功与电势能变化的关系是电场力做功引起了电势能的变化： (1)电场力做功一定伴随着电势能的变化，电势能的变化只有通过电场力做功才能实现，与其他力是否做功及做了多少功无关． (2)电场力做的功等于电势能变化的负值，即WAB＝－(EpB－EpA)．若电场力对电荷做正功，则电荷的电势能减少，电场力做了多少正功，电势能就减少多少；若电荷克服电场力做功，则电荷的电势能增加，克服电场力做了多少功，电势能就增加多少． (3)WAB＝EpA－EpB的三点说明 ①适用范围：既适用于匀强电场，也适用于非匀强电场；既适用于正电荷，也适用于负电荷． ②静电力做功只能决定电势能的变化量，而不能决定电荷的电势能数值． ③动能或其他形式的能可以转化为电势能，减少的电势能也可以转化为电荷的动能或其他形式的能．能量之间的转化遵守能量守恒定律． 2．判断电势能大小的方法 (1)做功判定法 无论是哪种电荷，只要是电场力做了正功，电荷的电势能一定是减少的；只要是电场力做了负功(克服电场力做功)电势能一定是增加的． (2)电场线法 正电荷顺着电场线的方向移动，电势能一定减少，逆着电场线的方向移动，电势能一定增加；负电荷顺着电场线的方向移动，电势能一定增加，逆着电场线的方向移动，电势能一定减少． (3)电性判定法 同种电荷相距越近电势能越大，相距越远电势能越小；异种电荷相距越近电势能越小，相距越远电势能越大． 例题1、有一带负电的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服电场力做功6×10－4 J．从B点移到C点，电场力做功9×10－4 J，问： (1)若以A为零势能点，B、C两点的电势能各为多少？A、C间的电势能之差为多少？ (2)若以B为零势能点，A、C两点的电势能各为多少？A、C间的电势能之差为多少？ 跟踪训练：1、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，现将另一正点电荷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．不断减小　　　 B．不断增大 C．先增大后减小 D．先减小后增大 　五、对电势差与电势能的理解 1．电势差与电场力做功的关系 (1)电势差是表示电场的能的性质的物理量，只由电场本身的性质决定，电场中的电势是相对的，而电势差是绝对的． (2)电势差和电场力做功有着密切的关系 ①由公式UAB＝eq \f(WAB,q)可知，电场中两点间的电势差在数值上等于单位正电荷从一点移动到另一点电