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2.2《研究电场的能的性质(一)》


2.2 研究电场的能的性质
(一)
本节学习: 电场力做功特点 电场力做功与电势能变化的关系 电势差

一、研究电场力做功特点
问题:正电荷q在场强 为E的匀强电场中由A运动 到M,电场力做了多少功? 从A→M: W ? FL ? qEL 沿折线从A→B→M: 沿弧线从A→B→M:
A q
θ

r />B

F L

M

E

W ? WAB ? WBC ? F ? AB ? cos? ? 0 ? qEL W ? W∥ ? W⊥ ? F ? s∥ ? 0 ? qEL
结论:电场力做功与起始和终了位置有关,与路径无关。

二、研究电荷在电场中的功能关系
重力做功与路径无关 存在重力势能Ep 电场力做功与路径无关 存在电势能Ep

WG ? ??Ep ? ?(Ep 2 ? Ep1 )
重力做正功,重力势能减小 重力做负功,重力势能增加

WAB = -ΔE p = -( E pB - E pA )
电场力做正功,电势能减小 电场力做负功,电势能增加

三、电势差(电压)
W AB U = (1)定义: AB (W、q均连同符号一起代入) q

(2)单位: J/C(V)
(3)物理意义: UAB等于将+1C电荷从A移动到B,电场
力做的功。

(4)作用: 反映了电场A、B两点间的能的性质。
说明: 已知UAB,即可计算在AB两点间移动电荷q时,

电场力做的功:WAB=qUAB(代入符号)

课堂练习
例1.右图中MN为电场中某一条电场线方向向右,

在线取两点a、b 今将一电荷+q从a移到b则(

C



A.电场力做正功,+q的电势能增加;
B.电场力做负功,+q的电势能增加; C.电场力做正功,+q的电势能减少; D.电场力做负功,+q的电势能减少。

电荷在电场中移动时,电场力的做功情况:
?

正电荷顺电场线移动:
电场力做 正 功,电势能 减少 。

?

负电荷顺电场线移动: 电场力做 负 功,电势能 增加 。

?

正电荷逆电场线移动:

电场力做 负 功,电势能 增加 。
?

负电荷逆电场线移动: 电场力做 正 功,电势能 减少 。

例2:A和B为电场中某条电场线上的点,如图:将

q=4×10-9 的正电荷从 A 移到 B 需克服电场力做功 5×10-7J ,
则 (1)电场方向由A→B还是B→A?

(2)电荷在哪点时电势能大?大多少?
A B

解:(1)按题意,+q受力向左,故电场方向沿BA方向。
?7 ?7 (2) ΔE pAB ? ?WAB ? ?(?5 ? 10 )J ? 5 ? 10 J

ΔEpAB>0,说明EpB>EpA。





1、电场力做功与起始和终了位置有关,与路径无关。

2、电荷在电场中的功能关系:
WAB = -ΔE pAB = -( E pB - E pA )
电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加。

3、电势差:

W U AB= AB q

电场力做的功: WAB=qU AB





课本34页 2 、 3 、 4题


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