电场力做功与电势能 教案
电场能的性质教案
1.3 电场能的性质教学目标：知识与技能：1、掌握电势差的概念。
会应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。
2、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。
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。
过程与方法：通过类比法教学，使学生理解电势差的概念；应用所学知识推导静电力做功与电势差的关系式，培养逻辑思维能力。
情感态度和价值观：体验推理探究的过程，提高分析问题、解决问题的能力。
进一步培养学生学习物理的兴趣。
教学重点：应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。
理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。
教学难点：对基本概念的理解及应用，掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。
教学方法：讲练结合，总结归纳法，计算机辅助教学教学过程：引入：电势、电势差是高中物理中的重要概念，电场力做功与电势能变化的关系是高中物理学习中的一个难点，复习本节时重点应放在电场力做功的计算、电势的判断以及电势能的计算上，且注意将其与重力势能、重力做功与重力势能的关系进行类比，加深理解. 知识梳理一、电势能1.定义：电荷在静电场中由于相对位置而具有的能量，其大小等于把该电荷从该位置移到零势能参考面电场力所做的功，即E A=W A→0.2.决定因素：与电荷量q、零势能参考面的选取及其相对位置有关.3.与电场力做功的关系：电势能的改变只由电场力做功决定，有ΔE AB=E B-E A=-W AB(1)场源电荷判断法——离场源正电荷越近，试探正电荷的电势能越大，试探负电荷的电势能越小.(2)电场线法——正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大.(3)做功判断法——无论正负电荷，电场力做正功，电荷的电势能就一定减小；电场力做负功，电荷的电势能就一定增大.二、电势1.定义：电场中某点的电势，等于单位正电荷从该点移到零电势参考面电场力所做的功， .（这里的q 根据电性带正负号） 2.单位：伏特（V ），1 V=1 J/C.3.决定因素：与该点在电场中的位置以及零势面的选取有关，与检验电荷无关.若空间某处的电场由几个电荷共同产生，则该点电势等于各电荷单独存在时该点电势的代数和.4.关于零电势面：由电势的定义知它与零电势能参考面重合，和其他零势面一样可以根据问题最简化的原则来选取.在实际应用中我们常会取大地和无限远处为零电势面.5.电场中沿电场线的方向电势越来越低.三、电势差1.定义：电荷q 在电场中由一点A 移动到另一点B 时，电场力所做的功与电荷量的比值,叫做A 、B 两点间的电势差，用U AB 表示.其定义式为：2.决定式：U AB =Ed ,适用于匀强电场.3.电势差的单位为导出单位，在国际单位制中为伏特，简称伏；符号为V.1 V=1 J/C,即1 C 的正电荷在电场中由一点移到另一点,电场力所做的功为1 J,则这两点间的电势差就是1 V.4.电势（差）与电场强度的关系四、等势面1.定义：电场中电势相等的点构成的面.2.特点：（1）在同一等势面上移动电荷时电场力不做功，说明电场力方向与电荷移动方向相互垂直，即等势面必定与电场线相互垂直.（2）沿着电场线的方向，电势越来越低，电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面.（3）等势面的疏密表示电场的强弱，等势面密的地方，电场强；等势面疏的地方，电场弱. 五、对公式 的理解及应用 ϕ→A 0A A W E ==q q ϕϕAB AB A B W U ==-q U E =d公式 反映了电场强度与电势差之间的关系,由公式可知:电场强度的方向就是电势降低最快的方向. 公式 只适用于匀强电场,且应用时注意d 的含义是表示某两点沿电场线方向的距离，或两点所在等势面之间的距离. 高考连线1.（2009年上海物理卷）位于A 、B 处的两个带有不等量负电的点电荷在平面内电势分布如图所示，图中实线表示等势线,则( )A.a 点和b 点的电场强度相同B.正电荷从c 点移到d 点，电场力做正功C.负电荷从a 点移到c 点，电场力做正功D.正电荷从e 点沿图中虚线移到f 点，电势能先减小后增大【解析】电场线的疏密可以表示电场的强弱，可见A 错误；正电荷从c 点移到d 点，电场力做负功,负电荷从a 点移到c 点，电场力做正功，所以B 错误，C 正确；正电荷从e 点沿图中虚线移到f 点，电场力先做正功，后做负功，但整个过程电场力做正功，D 正确.【答案】CD2.（2009年广东物理卷）如图所示,在一个粗糙水平面上,彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块.由静止释放后,两个物块向相反方向运动,并最终停止.在物块的运动过程中,下列表述正确的是（ ）A.两个物块的电势能逐渐减少B.物块受到的库仑力不做功C.两个物块的机械能守恒D.物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力【解析】由于两电荷的电性相同，则二者之间的作用力为斥力，因此在远离过程中，电场力做正功，电势能逐渐减少，A 正确，B 错误；由于运动过程中有重力以外的力(电场力和摩擦力）做功，故机械能不守恒，C 错误；在远离过程中，开始时电场力大于摩擦力，后来电场力小于摩擦力，D 错误.【答案】A 题型方法一、与带电粒子轨道有关的问题例1 如图44-4甲所示，实线是一族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.若带电粒子在运动过程中只受电场力作用，根据此图可以判断的是( )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】带电粒子在电场中所受电场力必沿电场线，根据轨迹UE =d U E =d的弯曲方向，看出a 、b 两点的电场力方向如图44-4 乙所示（类向心力）.由于电场线有两种可能，因此粒子所带电荷量可能为正，也可能为负.当粒子从a 点进入时，速度方向与受力方向的夹角大于90°，电场力做负功，动能减小，电势能增加；粒子从b 点进入时，速度方向与受力方向的夹角小于90°，电场力做正功，动能增加，电势能减小.正确选项为B 、C 、D.【答案】BCD【点评】带电粒子的运动轨迹一旦给定，那么粒子在a 、b 两点的受力方向、速率大小、电势能大小将唯一确定，与粒子所带的电荷量无关.方法概述高考中为了考查学生的分析推理能力，经常出一些给出带电粒子运动轨迹要求学生分析求解相关问题.求解这一类题的具体步骤是：先画出入射点的轨迹切线，即画出初速度的方向；再根据轨迹的弯曲方向，确定电场力的方向；进而利用分析力学的方法来分析粒子的带电性质、电场力做功的正负、电势能的增减、电势高低的变化、电场力的大小变化等有关问题.二、求匀强电场中的电场强度的大小和方向例2 如图44-5所示，A 、B 、C 三点都在匀强电场中，已知AC ⊥BC ，∠ABC =60°，BC ＝20 cm.把一个电荷量q =1×10-5 C 的正电荷从A 移到B ，静电力做功为零；从B 移到C ，静电力做功为-1.73×10－3 J .则该匀强电场的场强大小和方向是( )A.865 V/m ，垂直AC 向左B.865 V/m ，垂直AC 向右C.1000 V/m ，垂直AB 斜向上D.1000 V/m ，垂直AB 斜向下【解析】把电荷q 从A 点移到B 点时,电场力不做功，说明A 、B 两点在同一等势面上.因该电场为匀强电场，等势面应为平面，故图中直线AB 即为等势线，电场方向应垂直于等势面，可见选项A 、B 错误. ，B 点电势比C 点低173 V ，因电场线指向电势降低的方向，所以场强方向必垂直于AB 斜向下.场强大小 【答案】D【点评】本题涉及匀强电场中电势差与场强的关系、等势面、电场线与等势面的关系、电场力做功等较多知识,题目情境比较复杂，全面考查考生理解、分析、解决电场类问题的能力. 方法概述已知电荷在某几点间移动过程中电场力做功，求电场强度的方法： (1)根据 确定各点间的电势差，注意在匀强电场中沿直线方向电势均匀变化. (2)连接电势相等的点构成等势面.(3)与等势面垂直的方向为场强方向，画出电场线. (4)根据 求场强的大小. W U =q U E =d⨯-3-5-1.7310V -173V 10BC BC W U ===q =1000V/m 60CB CB o U U E ===d BCsin三、运用功能关系解决电场中的有关问题例3如图44-7甲所示，水平绝缘光滑轨道AB的B端与处于竖直平面内的圆弧形光滑绝缘轨道BCD平滑连接，圆弧的半径R=0.50 m.轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E=1.0×104 N/C.现有一质量m=0.06 kg的带电小球（可视为质点）放在水平轨道上与B端距离s=1.0 m 的位置，由于受到电场力的作用，带电体由静止开始运动.已知带电体所带的电荷量q=8.0×10-5 C，取g=10 m/s2，试问：（1）带电小球能否到达圆弧最高点D？（2）带电小球运动到何处时对轨道的压力最大？最大值为多少？【答案】（1）能（2）当小球滑至P点，∠POB=53°时，小球对圆弧的压力最大 5 N方法概述解答这一类力、电综合性问题的关键在于对物体进行受力分析，认真分析题目的物理过程.由于电场力做功与路径无关，只与始末位置有关，因此要特别注意对始末位置的分析.这一类题目常用动能定理求解.小结：探究：1、类比电场和重力场中力的情况、能量的情况、电势和高度看是否有相似之处？2、注意电场中几种特殊的电场线和等势面，分析其场强和电势情况。
高二物理电场力做功与电势能
嗦夺市安培阳光实验学校高二物理电场力做功与电势能知识精讲鲁教版一. 本周教学内容：电场力做功与电势能（一）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无关，只与始末位置有关。
在匀强电场中，电场力做的功为W＝qEd，其中d为沿电场线方向的位移。
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）电势能是相对的，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，电荷的电势能减少；电场力做负功时，电荷的电势能增加。
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。
（二）方法点拨1. 电势能的大小、正负的判定方法（1）做功判断法无论正、负电荷，电场力做正功，电荷将从电势能较大的地方移向电势能较小的地方。
反之，如果电荷克服电场力做功，那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方。
（2）电场线法正电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小，逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大。
负电荷顺着电场线的方向移动时，电势能逐渐增大；逆着电场线的方向移动时，电势能逐渐减小。
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。
当场源电荷为有限的大小时，在无穷远处，电场实际上已经减小为零，通常规定无穷远处的场强为零，电荷的电势能为零，由于地球是一个大导体，大地又可以看作与无穷远处相连接，因此，通常认为接地的带电体的电势能为零，当然也可规定某个特定的地方为零势能点，这要根据解题的方便而定。
（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。
（三）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。
《第十章 1 电势能和电势》教学设计教学反思
《电势能和电势》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解电势能和电势的观点，掌握它们之间的干系。
2. 能够根据电势能的观点分析带电体在电场中受到的作用力。
3. 理解电势能的变化与电场力做功的干系。
二、教学重难点1. 教学重点：电势能和电势的观点及其干系。
2. 教学难点：如何根据电势能的观点分析带电体在电场中的受力情况，理解电势能的变化与电场力做功的干系。
三、教学准备1. 准备教学用具：黑板、白板、实物展示台、图片、实验器械等。
2. 准备教学内容：准备详细讲解电势能和电势的观点及其干系的PPT，准备相关实验视频等。
3. 课前预习：学生需预习相关内容，了解基本观点和公式。
4. 实验准备：进行实验前准备，确保实验器械完备，实验过程安全可控。
四、教学过程：1. 引入新课：教师通过生活中的电势能与电势现象进行举例，让学生产生好奇心和探索欲望。
接着，教师引入电势能和电势的观点，并诠释其含义。
2. 知识讲解：a. 电势能的观点：引导学生理解电势能的观点，说明其定义及影响因素。
教师展示电荷在电场中具有的做功本领，使学生明确电势能的变化与电场力做功的干系。
b. 电势能计算公式：介绍公式及其应用，帮助学生理解公式的含义。
c. 电势的观点：讲解电势的定义及影响因素，说明电势与电场强度之间的干系。
教师展示电荷在电场中具有的做功本领，使学生明确电势的变化与电场力做功的干系。
d. 电势的计算公式：介绍公式及其应用，帮助学生理解公式的含义。
3. 实验演示：教师进行实验演示，让学生观察电荷在电场中挪动时电势能和电势的变化情况，从而更好地理解观点和公式的意义。
实验过程中，教师应引导学生仔细观察实验现象，并及时给予诠释和说明。
4. 实例分析：教师根据课程内容，列举一些生活中的实际案例，让学生进行分析和讨论。
通过案例分析，使学生更好地理解电势能和电势在实际问题中的应用，提高其分析和解决问题的能力。
5. 教室练习：教师设计一些与课程内容相关的练习题，让学生进行解答。
1.4 电势能 和电势(1)----静电力做功 电势能 4.16
何方变法化一：?电荷在拓某展点：的若电规势定能,E等PA于=静0,电则力E把PB它=?
从该点移动到零势能位置时电场力所做的功. A q +
E
F
B
设A点的电势能 E pA 0
WBA=E q L=103 J
方法二： WB A EPB EPA
WAB=E q L=103 J
路径从A到达B ：
（1）从A点沿直线到达B点，电场力做了多少功?
N
q
ө
A
E B F M
W=F cosθ·|AB|=q E ·|AM|
一、静电力做功的特点
思考：（2）试探电荷从A点沿折线AMB到达B点，电场力做了多少功?
өq
A
B q
F M
E F
A
M W1=qE ·|AM|
M
B
W2=0
全过程做功 W=W1+W2=q E·|AM|
（三）情感态度与价值观
尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相
关的实际问题，增强科学探究的价值观。
重点：理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。
人教版选修3-1 第一章 静电场
1.4 电势能和电势
第一课时 静电力做功 电势能
复习：
一 电场
1、电场是物质存在的一种形式，在电荷的周围存在电场。
静电力做正功,
静电力做负功,
质点从B点移到A点时
电荷的电势能减少.
即电荷克服静电力做功,
重力做负功, 即物体克服重力做功,重力势能增加.
电荷的电势能增加.
WG= EP1- EP2 = -ΔEP
W电= EP1- EP2 = -ΔEP
二.电势能
1.电势能:由于移动电荷时静电力做的功与移动的路径无关，
高中物理_《电场力做功与电势能》教学设计学情分析教材分析课后反思
高中物理_《电场力做功与电势能》教学设计学情分析教材分析课后反思第一章电势能与电势差第1节、电场力做功与电势能【教材分析】本节内容为选修3－1中第2章静电场中第1节的教学内容，它是在学生学完电场力的性质之后认识电场能的性质引入的，它处在电场强度之后，位于电势差之前，起到承上启下的作用。
它是课程教学中利用物理思维方法较多的一堂课，尤其是用类比的方法达到对新知识的探究，同时让学生就具体的物理知识迁移埋下思维铺垫。
教材从电场对电荷做功的角度出发，推知在匀强电场中电场力做功与移动电荷的路径无关。
进而指出这个结论对非匀强电场也是适用的，并与重力势能类比，说明电荷在电场中也是具有电势能。
电场力做功的过程就是电势能的变化过程，而不能决定电荷在电场中某点的电势能的数值，因此有必要规定电势能零点。
对学生能力的提高和对知识的迁移、灵活运用给予了思维上的指导作用。
【教学目标】1．知识与技能（1）理解静电力做功的特点、电势能的概念。
（2）明确电势能与电场力做功的关系。
2．过程与方法（1）理解电势能与电场力做功的关系，从而更好的了解电势能概念。
（2）培养对知识的类比能力，以及对问题的分析、推理能力。
（3）通过学生的理论探究，培养学生分析问题、解决问题的能力。
培养学生利用物理语言分析、思考、描述概念和规律的能力。
3．情感、态度与价值观：尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产、生活相关的实际问题，增强科学探究的价值观。
利用知识类比和迁移激发学生学习兴趣，培养学生灵活运用知识和对科学的求知欲。
【教学重点和难点】1．重点：掌握电势能与电场力做功的关系，并能用此解决相关问题。
2．难点：理解掌握电势能的概念及意义。
【学情分析】1、对学生原有认知结构的分析：学生在必修课中已比较熟练地掌握了受力分析、功的计算、重力做功的特点，重力势能等知识。
在第1章的前几节刚学过电场力、电场强度等知识，已具备学习本节内容的能力。
2、学生可能存在的问题：电势能较为抽象，学生不容易理解；学生对利用力学知识处理电学问题不适应；学生不容易把重力做功的特点的知识迁移到电场力做功中。
§2.1电场力做功与电势能 优秀教案
§2.1电场力做功与电势能学案【知识要点】一、电场力地功1.W=F·S=qEd S、d应是沿电场线方向位移，根据F、S地方向决定电场力做正功、负功.2.电场力做功与路径无关，与重力功比较理解上述内容.3.对电场力做功地理解着重注意电场力与电场力方向上地距离地关系，即要一致.如果不一致，就需要进行相关分解.二.电势能：1．定义：因电场对电荷有作用力而产生地由电荷相对位置决定地能量叫电势能.2．电势能具有相对性，通常取无穷远处或大地为电势能地零点.电荷在电场中具有地势能，和重力势能一样要确定0势能地位置.比0电势能高地电势能为正，比零电势能低地电势能为负.电势能用ε表示，单位焦耳（J）3．电势能大小：电荷在电场中某点地电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电场力所做地功.4.电势能与电场力地功地关系，W=－△ε△ε=ε2－ε1，电场力做正功电势能减少，电场力做负功电势能增加.与重力功和重力势能变化地关系进行比较.4．电场力做功是电势能变化地量度：电场力对电荷做正功，电荷地电势能减少；电荷克服电场力做功，电荷地电势能增加；电场力做功地多少和电势能地变化数值相等，这是判断电荷电势能如何变化地最有效方【解题点要】例一、下列说法正确地是（）A.电场中顺着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少B. 在电场中逆着电场线移动电荷，电场力做功，电荷电势能减少C.在电场中顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能减少D.在电场中逆着电场线移动负电荷，电场力做负功，电荷电势能增加解析：根据我们学过电场知识可知顺着电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势减少，移动负电荷，电场力做负功电荷电势能增加；逆着电场线移动正电荷，电场力做负功电荷电势能增加，移动负电荷电场力做正功，电荷电势能减少.选项A，不知移动电荷正、负，无法判断电场力做功正、负，结论不正确，不能选A，同样道理不能B.沿电场线移动正电荷，电场力做正功，电荷电势能一定减小，故选项C正确，选项D，电场力做负功是错地，结论是错地，不能选D，答案：C本题解答过程中所用地知识可做为一条原则记下，考虑问题时会比较方便例二、电子在电场中由电势高处运动到电势低处地过程中，下列说法中正确地是（）A.电子动能一定越来越小B. 电子电势能一定越来越大C.电子速度一定越来越大D.电子电势能可能越来越小解析：根据题意和选项，解答本题需要力学知识，电场知识地结合才能准确选择，从高电势处运动到低电势处，是顺电场线方向运动，电子所受电场力与运动方向反向，电场力对电子做负功，根据动能定理，电子动能应减小，A选项正确，同量电子电势能增加，B选项正确，C、D选项错误.答案应为A B从本题可以看出：(1)前面学过力学规律在解答电场问题必须能准确使用(2)电场力对电子做负功，使电子动能减少，转化为电势能，符合能量转化原理. 课堂训练1．如图，是某电场中地一条直电场线.一电子从a点由静止释放，它将沿直线向b点运动，则可判断( )A该电场一定是匀强电场 B场强E a小于E b C电子具有地电势能εa一定大于εb D电势U a 一定低于U b2.如图五所示，q1、q2是等量异号点电荷，p Q是两个点电荷连线地垂直平分线，则(1)将电量为q地正电荷，从无穷远处沿p Q连线移到B点时，电场力对点电荷q 做地功为，电荷q在移动过程中，其电势能.(2)电荷q在A、B、C三点具有电势能相比，电势能最大；电势能最小；电能为零.3.图七所示在匀强电场中，M N为一绝缘杆，两端有等量异号地点电荷，开始时杆与场强方向平行，处于平衡状态.当杆绕中心O转180°时，使M N交换位置，需要克服电场力做功W，求杆与场强方向成45°夹角时，杆所受地电场力地力矩地大小等于多少？版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is personal ownership.rqyn1。
2022物理第7章静电场第2节电场能的性质教案
第2节电场能的性质一、静电力做功和电势能1．静电力做功(1）特点:静电力做功与路径无关，只与电荷量和电荷移动过程始、末位置间的电势差有关.(2）计算方法①W＝qEd，只适用于匀强电场,其中d为带电体在沿电场方向的位移。
②W AB＝qU AB，适用于任何电场。
2．电势能(1)定义：电荷在电场中具有的势能，称为电势能。
(2）说明:电势能具有相对性，通常把无穷远处或大地的电势能规定为零。
3．静电力做功与电势能变化的关系(1)静电力做的功等于电荷电势能的减少量,即W AB＝E p A－E p B。
（2)通过W AB＝E p A－E p B可知：静电力对电荷做多少正功，电荷电势能就减少多少；电荷克服静电力做多少功，电荷电势能就增加多少。
（3)电势能的大小：由W AB＝E p A－E p B可知,若令E p B＝0，则E p A＝W AB,即一个电荷在电场中某点具有的电势能，数值上等于将其从该点移到零电势能位置过程中静电力所做的功。
二、电势等势面1．电势（1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值.(2）定义式：φ＝错误!。
(3）矢标性：电势是标量，有正负之分，正(负)号表示该点电势比零电势高（低）。
(4)相对性:电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同.2．等势面（1)定义：电场中电势相同的各点构成的面.（2)四个特点：①在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。
②电场线一定与等势面垂直,并且从电势高的等势面指向电势低的等势面.③等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小。
④任意两个等势面都不相交。
三、电势差1．定义：电荷在电场中由一点A移到另一点B时，电场力所做的功W AB与移动电荷的电荷量q的比值。
2．定义式：U AB＝错误!.3．影响因素电势差U AB由电场本身的性质决定，与移动的电荷q及电场力做的功W AB无关，与零电势点的选取无关.4．电势差与电势的关系：U AB＝φA－φB，U AB＝－U BA.5．匀强电场中电势差与电场强度的关系（1）电势差与电场强度的关系式:U AB＝E·d，其中d为电场中两点间沿电场方向的距离。
第1节 静电力做功与电势能
[针对训练1] 如图所示，一根绝缘杆长l，两端分别带有等量异种电荷，电荷量均为Q， 杆处于纸面内时，匀强电场的方向与杆的夹角α＝60°。若场强为E，使杆绕杆中 点O沿顺时针方向转过60°角，电场力一共做了多少功？
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解析 正电荷受到的电场力沿场强方向，负电荷受到的电场力沿场强反方向，因
此杆顺时针转动，电场力对正、负电荷都做正功，所以电场力一共做功
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1.概念：电荷在__电__场__中具有的势能。用Ep表示。 2.大小：电荷在__电__场__中某点的电势能，等于电荷从该点移到零电势能点__静__电__力__所
做的功。 3.电势能与电场力做功的关系：__静__电__力___做的功等于电势能的__减__少__量__，即WAB＝
EpA－EpB＝－ΔEp。 4.电势能的相对性：选择不同的零电势能点，电荷在电场中同一点的电势能的值是
_不__同__的(填“相同”或“不同”)。
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[思考判断] (1)静电力做功，电势能一定变化。( √ ) (2)静电力做正功，电荷的电势能减少，静电力做负功，电荷的电势能增加。( √ ) (3)正电荷和负电荷沿着电场线运动，电势能均减少。( × ) (4)某点的场强为零，电荷在该点的电势能一定为零。( ×)
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解析 若在C点无初速度地释放正电荷，正电荷所受电场力向右，则正电荷向B运动， 电场力做正功，电势能减少；若在C点无初速度地释放负电荷，负电荷所受电场力向 左，则负电荷向A运动，电场力做正功，电势能减少。 答案 A
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[针对训练3] (多选)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， 分别把电荷量为＋q和－q的点电荷依次放在这三点上，关于它们所具有的电势能， 下列说法中正确的是( )
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电场力做功与电势能》教学设计
一、教学目标
1．通过电场力做功与重力做功对比，使学生掌握电场力做功的特点。
2．通过与重力势能对比，使学生掌握电势能这一概念。
3．了解电场力做功与电势能能量转化和功之间的关系。
4．复习加深能量转化和功之间的关系。
二、重点、难点分析
1．重点是明确电场力的功和电势能的变化之间的关系。
2．难点:电势能概念的建立.
三、主要教学过程
（一）引入新课
前面我们从电荷在电场中受到力的作用出发，研究了电场的力学性质。
我们引入电场强度矢量E描述电场强弱及方向。
规定单位正电荷在某点所受电场力的方向为该点场强方向，大小为场强大小。
这样表示出电场力的性质。
电场对放入其中的电荷有力的作用，此力可以做功，所以电场也有能的性质。
下面我们研究电场的能量特性。
复习：1．功的定义
W=Fscosθ力和物体在力的方向上位移的乘积。
（θ为F与s的夹角）
2．重力功
（1）重力功只与物体的起末位置有关而与路径无关。
如图1所示，物体沿不同路径经由A到B，重力功仅与AB两点竖直方向高度差有关，与所走路径无关。
W=mgh
（2）重力功与重力势能的关系
重力对物体做正功，物体重力势能减小；物体克服重力做功，即重力做负功，物体重力势能增加。
重力做多少正功，重力势能就减少多少，反之也成立。
重力所做的功等于重力势能增量的负值，即：W G=-△E p（3）重力势能是相对的，有
零势能面。
（人为选定）
（4）物体在某处的重力势能（可正可负），数值上等于把物体从该点移到零势能面处时，重力所做的功，如前图1中，如设E pA=0，则E pB=-mgh，如设E pB=0，则E pA=mgh。
（5）重力势能应归物体与地球所共有。
一般我们只提物体不说地球，但不等于归物体自己所有，原因是如没有地球对物体的吸引力则谈不上物体受重力，所以也谈不上重力势能。
以上为重力功的特点及它与重力势能的关系。
下边我们首先来看看电场力做功的特点。
（二）教学过程设计
1．电场力做功的特点
上节课我们了解了几种典型电场，为了便于理解，今天我们就用匀强电场来研究电场力功的特点。
在场强为E的匀强场中，令电荷q沿任意一条曲线由A移至B（如图2），可将AB分成若干小段AA1、A1A2……，若小段的数目足够多，每一小段都足够短，则可用折射AB1、A1B1、A1B2、A2B2……代替曲线，电荷在AB1、A1B2……段上移动时，电场力的功为Eq·AB1、Eq·A1B2……，电荷在B1A1、B2A2……段上移动时，电场力不做功，所以电荷由A移至B的过程中电场力做功W=Eq·（AB1＋A1B2＋…）=Eq·AB＇即W为电场力与AB在电场力方向上投影的乘积，与路径无关。
由上可知：电场力做功与路径无关，仅与电荷运动的起末位置有关。
此结论不仅适用于匀强电场而且适用于任何电场。
（在中学阶段不必学习其证明方法）
例如：如图3所示，在场源电荷+Q的电场中试探电荷q由A移至B，电场力做的功为W。
以OA为半径画弧交OB于C，则q由A沿弧到C到B电场力做功为W1，q由C到B电场力做功为W2，则有：W=W1＝W2。
原因是q由A到C，电场力做功为零，W ACB=W AC+W CB=W1=W2＝W
小结：重力做功与路径无关，所以物体具有由位置决定的重力势能。
类似的电场力做功也与路径无关，仅与电荷起末位置有关，所以电荷在电场中也具有与位置有关的势能——电势能。
2．电势能E
电荷在电场中具有的与电荷位置有关的能，叫电势能。
提问：电场力功与电势能有什么关系？提示重力功与重力势能的关系。
在学生回答的基础上总结：
（1）电场力对电荷做正功，电势能减少；电场力对电荷做负功，电势能增加。
电场力功等于电势能增量负值，即W电=-△E。
即电场力所做的功等于电势能的变化量。
（2）电势能也是相对的，零势能点是人为选定的。
点电荷一般取无穷远为零势能处。
提问：电荷在电场中的电势能由谁决定？
讨论：如图4所示，＋Q形成的电场中试探电荷q由A移到B再到无穷远，如果是+q电场力做正功，电势能减少，到无穷远时电势能变为零，所以+q在A 点时所具有的电势能大于零；如果是-q电场力做负功，电势能增加，到无穷远时电势能变为零，所以-q在A点时所具有的电势能小于零。
如果图4中+Q变为-Q，试探电荷q由A移到B再到无穷远，如果是+q电场力做负功，电势能增加，到无穷远时电势能变为零，所以+q在A点时所具有的电势能小于零；如果是-q电场力做正功，电势能减少，到无穷远时电势能变为零，所以-q在A点时所具有的电势能大于零。
在学生回答的基础上总结：
（3）电荷在电场中的电势能由电荷正负和电场共同决定。
点电荷电场中电势能正负：如场源电荷与电荷同号，则电势能E大于零；如场源电荷与试探电荷反号，则电势能E小于零（前提：规定无穷远为零势能处）。
（4）电势能是属电荷与电场所共有的。
（5）电势能是标量，只有大小无方向。
总结：从功能关系看，电荷在电场中某点的电势能数值应为把电荷从零势能处移到场中某点时电场力所做功的负值。
3．重力场与电场的比较。