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高中牛顿第二定律教案

发表时间:2020-11-25

第二节电势与等势面。

一名优秀的教师在每次教学前有自己的事先计划,作为高中教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让上课时的教学氛围非常活跃,有效的提高课堂的教学效率。那么,你知道高中教案要怎么写呢?下面是小编帮大家编辑的《第二节电势与等势面》,希望能对您有所帮助,请收藏。

第二节电势与等势面

学习要求:
1、理解电势的概念,知道电势是描述电场的能的性质的物理量。
2、明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。
3、了解电势与电场线的关系,了解等势面的意义及与电场线的关系。
要点导学:
一、电势
1、定义:电荷在电场中某一点的与它的的比值,叫做这一点的电势。用表示。量,只有,没有,但有。
2、公式:(与试探电荷关)
3、单位:伏特(V)
4、电势与电场线的关系:电势顺线。(电场线指向电势的方向)
5、零电势位置的规定:电场中某一点的电势的数值与零电势的选择关,即电势的数值决定于零电势的选择.(大地或无穷远默认为零)
二、等势面
1、定义:电场中相等的点构成的面
2、性质:
①在同一等势面上各点电势相等,所以在同一等势面上移动电荷,电场力做功
②电场线跟等势面,并且由电势的等势面指向电势的等势面。
③等势面越,电场强度越
④等势面不相,不相
3、等势面的用途:由等势面描绘电场线。
4、几种电场的电场线及等势面
注意:①等量同种电荷连线和中线上
连线上:中点电势最小
中线上:由中点到无穷远电势逐渐减小,无穷远电势为零。
②等量异种电荷连线上和中线上
连线上:由正电荷到负电荷电势逐渐减小。
中线上:各点电势相等且都等于零。
典型例题:
【例1】如图所示,电场中有A、B两点,则下列说法中正确的是()
A、电势φAφB场强EAEB
B、电势φAφB场强EAEB
C、将+q由A点移到B点,电场力做正功
D、将-q分别放在A、B两点时具有电势能EpAEpB
参考答案:BC
【例2】在电场中一条电场线上有A、B两点,如图所示,若将电荷q1=-2.0×10-7C从A点移到B点,电场力做了-4.0×10-4J的功。
(1)以B点为零电势点,φA等于多少?
(2)电场线的方向如何?
(3)如将电荷q2=+1.0×10-7C从A点移到B点,φA等于多少?电场力做了多少功?

参考答案:
(1)φA=2000V
(2)A指向B
(3)φA=2000V,2.0×10-4J

【例3】关于等势面,正确的说法是()
A.电荷在等势面上移动时不受电场力作用,所以不做功
B.等势面上各点的场强大小相等
C.等势面一定跟电场线垂直
D.两等势面不能相交
参考答案:CD
【例4】如图所示,水平固定的小圆盘A,带电量为Q,电势为零,从圆盘外O静止释放一质量为m,带电量为+q的小球,由于电场力的作用,小球竖直上升的高度可达盘中心竖直线上的C点,OC=h,又知道过竖直线上的b点时,小球速度最大,则在Q所形成的电场中,可确定的物理量是()
A.b点的场强B.c点的场强
C.b点的电势D.c点的电势
参考答案:AD
【例5】孤立点电荷电场中的一簇等势面如图所示中虚线所示,其电势分别为1、2、3,A、B、C是某电场线与这簇等势面的交点,且ab=bc.现将一正电荷由a移到b,电场力做正功W1;再由b移至C,电场力做正功W2.则()
A.W1=W2,1<2<3
B.W1=W2,1>2>3
C.W1>W2,1>2>3
D.W1<W2,1>2>3
参考答案:C

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第二节电功率教案二


第二节电功率教案二

电功率

(一)教学目的

1.掌握电功率的概念:知道电功率的意义(反映电流做功的快慢)、定义(电流在单位时间内所做的功)、公式(P=UI)和单位(瓦);能综合运用已学知识计算用电器(只限于一个)的电功率问题。

2.理解额定电压、额定功率和实际功率的意义以及它们之间的关系。

(二)教具

1.标有不同额定电压和不同功率的灯泡各一个。

2.45伏左右的电源一个。

3.安培计、伏特计、变阻器各一个。

4.灯座一个、导线若干。

(三)教学过程

1.复习提问

(1)电功大小与什么有关?电功的公式和单位是什么?(2)电力机车上的电动机和电扇上的电动机。哪个做的功多?

(引导学生如下回答:不能确定,因为未告诉各自做功的时间。在相同时间内,肯定电力机车做的功比电扇大得多,但如果电力机车做功时间很短,电扇工作时间很长,那就不一定了。)

2.引入新课

由复习提问自然引入:电力机车和电扇的电动机做功大小不好比较,那末它们做功究竟有什么不同呢?

(答:做功快慢不同,电力机车在单位时间做的功多,电扇在单位时间做的功少)

为表示电流做功的快慢,引人电功率的概念。

3.讲授新课

(1)电流在单位时间内所做的功叫做电功率。

这个单位时间就是1秒钟,如果通电时间为t秒,电流所做的功为W焦,则电功率是

P=W/t

∵W=UIt

∴P=UI

即电功率等于电压与电流的乘积。

(2)电功率的单位。第一册中学过功率的单位是瓦,即每秒钟做功1焦其功率为1瓦。电功的单位也是焦,所以电功率的单位也是瓦。由P=UI可知:U的单位为伏,I的单位为安,P的单位就是瓦。(以上均采用边讲边启发的方式得出)

电功率的单位还有千瓦

1千瓦=1000瓦。

l焦=1瓦·l秒=1瓦·秒

如P取千瓦,t取小时为单位,则得一电功的新单位:千瓦时(kw·h)

1千瓦·时=1000瓦×3600秒=3.6×106瓦·秒

=3.6×106焦

联系上节课讲的电功单位“度”,可知

1千瓦·时=1度

注意:“度”是生活中的说法,今后一律用千瓦·时。(以上采用讲授方式)

(3)例题《以下例题应预先抄在小黑板上)。例①一只小灯泡所用的电压是:3伏,通过的电流是0.3安。通电时间是100秒。求电流所做的功和灯泡的电功率。

解I:由W=UIt=3伏×0.5安×100秒=150焦。

P=W/t=150焦/100秒=1.5瓦。

解Ⅱ:由P=UI=3伏×0.5安=1.5瓦。

W=P·t=l.5瓦×100秒=150焦。

两种解法是一样的,但解Ⅱ在计算上简便些.

例②一只电阻丝,接在40伏电路中,通过的电流是安,电阻丝的电功率是多少瓦?如把它接在20伏的电路中,电阻丝的电功率又是多少?

解:接在40伏电路中的电功率

P=UI=40伏×5安=200瓦

接在20伏电路中的电功率

∵R=U/I=40伙/5安=8欧

I′=U/R=20伏/8欧=2.5安

∴P′=U′I′=20伏×2.5安=50瓦

可见:同一用电器(电阻不变)所加电压减小到原来的1/2,则电功率减小到原来的1/4,即电功率与所加电压的平方成正比。

(例①解后应强调思路和方法,例②解后应强调用电器的功率随所加电压的变化而变化)

(4)从例②中可以看出,同一个用电器在不同电压下,电功率是不同的。可是为什么日常使用的用电器都有一定的功率值呢?

(演示课本讲述额定功率的实验。取一标有电压和功率的小灯泡,分别接在标定电压、高于标定电压、低于标定电压的电路中,观察发光情况。最后接入220伏的照明电路中。灯泡浇毁)

所以我们说用电器的功率是多大时,必须指明电压是多少。由于照明电路电压都是200伏,所以我们说15瓦的电灯。1000瓦的路灯,40瓦的日光灯等等,都是指在220伏电压时的功率。但在这些用电器上必须同时标明电压和功率。

(出示各种用电器,让学生认明标记)

不同厂家生产的用电器上的标记大同小异,如40瓦电灯泡,标记为“220伏40瓦”、“220V40W”、“PZ220梍40”等等。用电器上标定的电压和功率叫做额定电压和额定功率。用电器只有在额定电压下工作,其功率才是额定功率,只有在这种情况下使用,用电器工作才是正常的。例如电灯在额定电压下正常发光,若电压低于额定电压,就发光暗淡,高于额定电压就发光强烈,时间长了就容易烧坏,若远高于额定电压,就立即烧毁;因此,使用用电器时,一定不要使电压高于额准电压。

%额定电压和额定功率是一切用电器的重要性能指标,一般都标在用电器上或使用说明书中。

(5)一些电器设备的功率。

(根据学生日常用到的电器设备举例)

指出:

①家用电器的额定电压均为220伏。

②小灯泡只标有额定电压如“1.5V”、“2.5V”、”3.8V”等。

最后指出:功率大说明单位时间做功多,功率表示了电电器做功本领的大小。如电炉1500瓦比500瓦发热快,电灯100瓦瓦比40瓦发光强等。

4.巩固练习

(l)本节课文中的例题(让学生不看书,自己解出来,然后和课本解法对照)

(2)有一标记为“12V3W”的灯泡,接在15伏电压的电路中:①如果灯丝电阻不变,灯泡的功率是多少?②实际上灯丝电阻是随温度升高而增大的。设这时灯丝电阻是正常使用时电阻的1.2倍,灯泡的实际功率是多少?

解:①灯丝额定电流I=P/U=3瓦/2伏=0.25安

灯丝电阻R=U/I=12伏/0.25安=48欧

电压为15伏时的电流

I1=15伏/48欧=5/16安

∴.功率P1=5/16安×5伏=4.7瓦

②灯丝实际电阻R′=l.2R=1.2×48欧=57.6欧

实际通过的电流

I2=15伏/57.6欧=0.26安

实际功率是P2=15伏×0.26安=3.9瓦

说朋:在功率的计算中一般不考虑电阻变化的影响。但在电灯的使用中,电压不同灯泡的亮度不同,灯丝温度差别较大,故电阻的变化亦较大。因此,使用电压高下额定电压时,实际功率低于计算值;反之,实际功率高于计算值。(本题第2问,也可改为定性说明题而不做计算,可视学生接受能力而定)

5.课外作业:本自习题一第2、3题。

6.板一书设计

电功率

定义:电流在单位时间内所做的功。

公式:P=UI或P=W/t

单位:1瓦=1伏·安=1焦/秒

l千瓦=1000瓦

电功单位:1焦=1瓦·秒

1千瓦时=1000瓦×3600秒=3.6×106=1度。

额定电压和额定功率。

(四)设想、体会

电功率是初中教学的重点和难点。由于内容较多,计算较复杂,要安排三节课才能完成:这一节讲电功率的意义、公式及额定功率的意义及其适用条件,后继两节课为实验和计算。三节课的知识内涵和深度是相同的、只是从不同方面来加强和巩固,使学生达到对电功率的理解和掌握。

这节课从实际的大小不同的电动机,它们工作有什么不同引入新课,这样既突出了电功率的意义,也突出了电功率和电功的区别。

在讲过电功率的公式和单位后,没有采用课本的例题,而另编了两道较浅的例题:例①意在使学生理解电功率和电功都有两个式子(P=W/t=IU,W=IUt=Pt)和两种算法;例②意在使学生理解电功率大小随所加电压而变,为顺利过渡到额定功率的讨论提供预备知识。课本的例题是联系实际照明电路的题,计算较复杂,题的内容也统包含了这节课的全部知识,因此用作授完新课后的巩固练习。这样就使整堂课中的例题和练习,都不是无的放矢,而是为教学目的服务,与教学内容紧密结合,成为推进教学的有力工具。

最后巩固练习中,提出了灯泡的功率随电压变化。而电压变化又将引起灯丝温度变化,从而引起灯丝电阻变化。电阻变化又影响实际功率的大小,这是一道联系已学知识的扩展加深的题。在教学中可视学生情况而定:如学生都是优等生,可做定量计算。对一般学生可做定性说明。

这节课的难点是学生对额定电压、额定功率与实际电压、实际功率混淆不清,解题中需把电功率公式和欧姆定律公式反复运用,更加造成了困难。解决这一困难,一是要把有标记的灯泡接入不同电压的演示实验做好,二是解题中要分步计算,把每一步的已知什么求什么讲清楚。由于以后有一节课专门讲计算,因此本节课的练习应以直接用公式的简单计算为主。

注:本教案依据的教材是人教社初中物理课本第二册第九章

第二节电功率 教案一


第二节电功率教案一

(一)教学目的

1.掌握电功率的概念(物理意义、定义、计算公式,单位)。

2.理解什么是额定电压、额定功率。知道额定电压、额定功率与实际电压、实际功率的。别。

(二)教具

低压电源,演示电流表、电压表,标有“3.8V”的小灯泡,开关、滑动变阻器各一个,导线若干,“220V40W”白炽灯泡一只,画上用电器铭牌的小黑板一块,写有例题、预习题的小黑板一块。

(三)教学过程

1.复习,引入新课

问:(l)怎样比较物体运动的快慢?(物体在单位时间内通过的路程棗速度。)

(2)怎样比较力对物体做功的快慢?(物体在单位时间内完成的功棗一功率。)

(3)怎样比较电流做功的快慢?(挂出写有例题的小黑板。)

例:电流通过洗衣机的电动机,通电半小时做功180000焦;电流通过公共电车的电动机,通电2秒钟做功120000焦。问:①电流通过哪个电动机做功多?(通过洗衣机电动机)②电流通过哪个电动机做功快呢?

告诉学生,电流做功的快做,仅从它做功的多少来考虑是不行的,必须看它们在相同的时间里哪个做的功多,这就跟比较运动快慢和物体做功的快慢一样。

分别计算出电流通过洗衣机电动机、电车电动机每秒钟做的功:i00焦、60000焦。结论:电流通过电车的电动机做功快。

指出:日常生活中,不仅要了解电流做功的多少,还需要知道电流做功的快慢。在物理学中是用“电功率”来表示电流做功的快慢。

2.进行新课

(1)电功率(师生共同讨论下列的内容)

①定义:电流在单位时间内所做的功叫做电功率,用字母P来表示。

②意义:表示电流做功的快慢。

表明:电功率等于电压与电流的乘积。(注意:上述两个公式适用于任何电路)

④单位:瓦、千瓦。

1瓦=1焦/秒=1伏·安,

l千瓦=1000瓦。

⑤导出计算电功的另一公式W=Pt和电功的单位干瓦时。

W=Pt=l千瓦×I时=1千瓦时

=1000瓦×3600秒=3.6×106焦。

⑥例题(本节课本上的〔例题〕):通过该例题的讲评,向学生强调要正确使用W=Pt这个公式,注意公式中各量的单位。公式与单位:

W=PtW=Pt

焦瓦秒千瓦·时干瓦时

可再做一些W=Pt的口头练习

(2)额定功率

手拿一个“220V40W”的灯泡提问:通常我们说这是一只4D瓦的灯泡,那是一把60瓦的电烙铁,是什么意思?

①演示实验

告诉学生实验目的:研究灯泡的亮度跟电压的关系。

介绍实验装置,组成如图1所示的电路。

让学生观察:两表的示数和灯泡的亮度。

实验过程:a.闭合开关移动滑片P使表的示数为2.5伏,

在下表中记录U、I读数和灯泡的亮度。

b.移动滑片P,使表的示数为2伏,记录。

C.移动滑片P,使表的成数为2.8伏,记录。

实验记录

②师生对实验进行分析讨论并小结如下:

a.在不同的电压下,同一个用电器的电功率不是一样大,灯泡消耗的功率可由P=UI来计算。

b、灯泡的亮度由它实际消耗的电功率决定。灯泡越亮,表明其消耗的电功率越大。C.用电器正常工作时的电压叫做额定电压,用电器在额定电压下的功率叫做额定功率,为了使用电器正常工作,应使用电器在额定电压下工作。

d.每个用电器的额定功率只有一个,而实际功率有许多个,我们平常说这是一个40瓦的灯泡,指的是这个灯泡的额定功率是40瓦。

e.根据实验结果可知实际功率和额定功率的关系:

当U实=U额时,P实=P额,用电器正常工作;

当U实U额时,P实P额,用电器不能正常工作;

当U实U额时,P实P额,用电器容易被烧坏。

③教师出示一个“220V40W”的灯泡和铭牌,让学生观察,然后挂出有铭牌的小黑板,介绍灯泡上的标志和铭牌的意义。最后让学生看书上的一些电器设备的功率。

3.小结:略。

4.布置作业:(1)课本本节的练习3、4。

(2)预习下节实验。(预习题抄在小黑板上。)

预习题:

1.实验的目的是什么?

2.必须测出哪些物理量?实验的原理是什么?

3.需要哪些实验器材?

4.实验中为什么要用滑动变阻器?它和灯泡应如何连接?

5.怎样组成电路?请画出实验电路图。

6.怎样设计实验数据记录表格。

7.在什么条件下测出的功率才是小灯泡的额定功率?

(四)说明

l、理解额定电压、额定功率与实际电压、实际功率的关系是本节课的难点。学生对这些不易分清,通过演示实验来讲解,比较直观,学生易于接受。在这里主要是讲清概念,不要急于进行较复杂的计算。

2.布置学生预习下节课的实验,一是为了复习巩固电功率的概念,二是为下节课顺利实验做好准备。

3.对于较好的学生可布置他们课后推导对纯电阻电路适用的

注:本教案依据的教材是人教社初中物理课本第三册第九章

第二节电阻的串联教案二


第二节电阻的串联教案二

(一)教学目的

1.通过实验和推导使学生理解串联电路的等效电阻和计算公式。

2.复习巩固串联电路电流和电压的特点。

3.会利用串联电路特点的知识,解答和计算简单的电路问题。

(二)教具

学生实验:每组配备干电池三节,电流表、电压表、滑动变阻器和开关各一只,定值电阻(2欧、4欧、5欧各一只)三个,导线若干。

(三)教学过程

1.引入新课

(1)阅读本节课文前的问号中提出的问题,由此引出本节学习的内容。

板书:〈第四节电阻的串联〉

(2)问:什么叫串联电路?画出两个定值电阻串联的电路图。(同学回答略,板演电路图参见课本图8—7)

(3)问:串联电路电流的特点是什么?举例说明。

学生回答,教师小结,在板演电路图上标出I1、I2和I。

板书:〈1.串联电路中各处的电流相等。I1=I2=I。〉

(4)问:串联电路的总电压(U)与分电压(U1、U2)的关系是什么?举例说明。

学生回答,教师小结,在板演电路图上标出U1、U2和U。

板书:〈2.串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和。U=U1+U2。〉

(5)几个已知阻值的电阻串联后,总电阻和各电阻之间有什么关系?这是本节课学习的主要内容。

2.进行新课

(1)实验:测R1和R2(R3)串联的总电阻。

问:实验的方法和原理是什么?

答:用伏安法测电阻。只要用电压表测出R1和R2串联电阻两端的总电压和用电流表测出通过串联电阻的电流,就可以根据欧姆定律算出R1和R2串联后的总电阻。

要求学生设计一个测两个定值电阻(R1=2欧、R2=4欧)串联总电阻的实验电路。如课本图8—5所示。

进行实验:

①按伏安法测电阻的要求进行实验。

②测出R1(2欧)和R2(4欧)串联后的总电阻R。

③将Rl和R3串联,测出串联后的总电阻R’。将实验结果填在课文中的结论处。

讨论实验数据,得出:R=R1+R2,R抇=R1+R3。实验表明:串联电路的总电阻。等于各串联电阻之和。

(2)理论推导串联电路总电阻计算公式:上述实验结论也可以利用

欧姆定律和串联电路的特点,从理论上推导得出。结合

R1、R2的串联电路图(课本图8—6)讲解。

鵢板书:〈设:串联电阻的阻值为Rl、R2,串联后的总电阻为R。

根据欧姆定律,可得:U=IR,Ul=I1Rl,U2=I2R2。

由于U=U1+U2,

因此IR=I1R1十I2R2,

因为串联电路中各处电流相等,I=I1=I2

所以R=R1+R2。〉

请学生叙述R=R1+R2的物理意义。

解答本节课文前问号中提出的问题。

指出:把几个导体串联起来,相当于增加了导体的长度,所以总电阻比任何一个导体的电阻都大,总电阻也叫串联电路的等效电阻。

板书:〈3.串联电路的总电阻,等于各串联电阻之和。R=R1+R2。〉

口头练习:

①把20欧的电阻R1和15欧的电阻R2串联起来,串联后的总电阻R是多大?(答:35欧)

②两只电阻串联后的总电阻是1千欧,已知其中一只电阻阻值是700欧,另一只电阻是多少欧?(答:300欧。)

(3)练习

例题l:

出示课本中的例题1投影幻灯片(或小黑板)。学生读题并根据题意画出电路图(如课本图8—7)。标出已知量的符号和数值以及未知量的符号。请一名学生板演,教师讲评。

讨论解题思路,鼓励学生积极回答。

小结:注意审题,弄清已知和所求。明确电路特点,利用欧姆定律和串联电路的特点求解。本题R1、R2串联,所以I=I1=I2。因U1、U2不知,故不能求出I1或I2。但串联电路的总电压知道,总电阻R可由R1+R2

板书:〈例题1:

已知:U=6伏,Rl=5欧,R2=15欧。

求:I。

解:Rl和R2串联,

R=R1+R2=5欧十15欧=20欧。

答:这个串联电路中的电流是0.3安。〉

例题2:

出示课本中例题2的投影片,学生读题,画电路图(要求同例题1).

讨论解题思路:鼓励学生积极参与。

①问:此题中要使小灯泡正常发光,串联一个适当电阻的意义是什么?

答:小灯泡正常发光的电压是2.5伏,如果将其直接连到6伏的电源上,小灯泡中电流过大,灯丝将被烧毁。给小灯泡串联一个适当电阻R2,由于串联电路的总电压等于各部分电路电压之和,即U=Ul+U2。串联的电阻R2可分去一部分电压。R2阻值只要选取合适,就可使小灯泡两端的电压为2.5伏,正常发光。

②串联的电阻R2,其阻值如何计算?

教师引导,学生叙述,分步板书(参见课本例题2的解)。

本题另解:

板书:〈Rl和R2串联,

由于:I1=I2,

口头练习:串联的两个电阻之比是1∶3,串联电阻上的电压之比是多少?(答:l∶3。)

串联电路有分压作用,根据上述分压公式可求解例题2中R2的阻值。学生叙述,教师板演。

板书:〈解:R1、R2串联,

由于:U2=U-Ul

答:要使小灯泡正常发光,需要串联一个阻值约为11.6欧的电阻。〉

想想看,本题是否还有别的解法,课后请你试试看。

3.小结

串联电路中电流、电压和电阻的特点。

4.布置作业

本节后的练习:1、2、3。

(四)说明

1.本节测串联电路总电阻的实验,由于学生已学习了伏安法测电阻的知识,一般掌握较好,故实验前有关要求的叙述可从简。但在实验中教师要加强巡■指导。

2.从实验测出串联电阻的总电阻和运用欧姆定律推导出的结果一致。在此应强调实践和理论的统一。在推导串联电阻总电阻公式时,应注意培养学生的分析、推理能力。

3.解答简单的串联电路计算问题时要着重在解题思路及良好的解题习惯的培养上下功夫。

注:本教案依据的教材是人教社初中物理第二册。

第1节电场力做功与电势能


第1节电场力做功与电势能

基础知识
1.电场力做功的特点
在电场中移动电荷时,电场力做的功与路径,只与有关。
在匀强电场中,电场力做的功为W=,其中d为的位移。
2.电势能
(1)概念: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参考点电场力所做的功。
(2)电势能是的,电势能的大小与所选的零电势能点有关。
(3)电场力做功与电荷电势能变化的关系:电场力做正功时,电荷的电势能;电场力做负功时,电荷的电势能。电场力对电荷做的功量度了电荷电势能的减少量,所以电场力的功是电荷电势能改变的量度。
方法点拨
1.请你谈谈电势能的大小、正负的判定方法

2.对电势能的进一步了解
(1)电势能由电场和电荷共同决定,属于电场和电荷系统所共有的,我们常习惯说成电场中的电荷所具有的。
(2)电势能是一个相对量,其数值与零电势能的选择有关,因此确定电荷的电势能首先确定参考点,也就是零电势能位置。
(3)电势能是标量,有正负,但无方向。电势能的正负仅表示大小,正值表示高于零电势能,负值表示低于零电势能。
疑难辨析
1.电场力做功与电势能变化的关系
(1)电场力做功与电势能的变化相联系。
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。
(2)电场力做功的值等于电势能的变化量的值。
电场力做正功W,电势能一定减少W;电场力做负功W,电势能一定增加W。
2.易错易混点
(1)在电场中的同一点,正、负电荷所具有的电势能正、负号正好相反。
(2)电荷在移动过程中电场力做功为零,那么电荷的电势能一定没有变化。
典型例题
例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__________。
解析:由功的定义式W=Fxcosθ可得,电场力所做的功等于电场力与电荷在电场力方向的分位移xcosθ的乘积。由图可以看出无论电荷沿哪个路径移动,电场力的方向总是水平向左的,电场力方向的分位移都是,所以电场力做的功都是,即电场力做功的特点是与路径无关,只与初末位置有关。
答案:;;;与路径无关,只与初末位置有关。
例2.在场强为4×105V/m的匀强电场中,一质子从A点移动到B点,如图所示。已知AB间的距离为20cm,AB连线与电场线方向成30°夹角,求电场力做的功以及质子电势能的变化。
解析:质子从A到B电场力做正功,所做的功与质子所经过的路径无关,可由功的公式W=Fxcosθ求解。
电场力对质子做的功为:
质子的电势能减少了
答案:;减少了
例3.在场强大小为E的匀强电场中,一质量为m,带电荷量为+q的物体以某一初速度沿电场反方向做匀减速直线运动,其加速度大小为0.8qE/m,物体运动s距离时速度变为零,则()
A.物体克服电场力做功qEs
B.物体的电势能减少了0.8qEs
C.物体的电势能增加了qEs
D.物体的动能减少了0.8qEs
解析:由加速度大小可知,带电体除受电场力作用外,还受其他力的作用,由功能关系可知,物体克服电场做功为。由功能关系可知,动能的减少量为。
答案:ACD
例4.图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,若带电粒子在运动中只受电场力作用,根据此图可做出正确判断的是()
A.带电粒子所带电荷的符号
B.带电粒子在a、b两点的受力方向
C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大
D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大
解析:由运动轨迹可以判断出,带电粒子在运动过程中受到静电引力作用,在a、b两点的受力方向分别沿过该点的电场线指向产生电场的源电荷,故B正确。带电粒子在由a运动到b的过程中,由于只受电场力的作用,且电场力对粒子做负功,则带电粒子在b处速度较小,故C正确。由于电场力在粒子由a运动到b的过程中对粒子做负功,则粒子在b处电势能较大,故D正确。在不知电场线方向的前提下,无法判断带电粒子所带电荷的符号,故A不正确。
答案:BCD
反馈测试
自主迁移1:某电场中有a、b两点,如果将一个正电荷从a沿直线移到b,电场力做了W的正功,那么以下说法正确的是()
A.将该电荷从a沿某曲线移动到b,电场力做的功必大于W
B.将该电荷从b移到a,电场力将做等大的负功
C.电场线的方向一定是由a到b的直线
D.电场线的方向一定是由b到a的直线
自主迁移2:两带电小球,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°,则在此过程中电场力做功为()

A.0B.qElC.2qElD.
自主迁移3:a、b为电场中的两个点,如果把的负电荷从a点移到b点,电场力对该电荷做了的正功,则该电荷的电势能()
A.增加了B.增加了
C.减少了D.减少了
自主迁移4:一负电荷仅受电场力的作用,从电场中的A点运动到B点,在此过程中该电荷做初速度为零的匀加速直线运动,则A、B两点电场强度EA、EB及该电荷在A、B两点的电势能、之间的关系为()
A.B.C.D.
自主迁移5:一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中的虚线所示,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小D.重力势能和电势能之和增加
答案:1.B2.C3.C4.AD5.C