电场力做功和电势能的关系.
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。
电场力做功与电势差的关系公式

电场力做功与电势差的关系公式电场力做功与电势差的关系公式
电场力是带电粒子受到电场作用力的结果。
在物理学中,电场力是一种基本的力,它可以通过计算电势差来求解。
电势差是描述带电粒子在电场中运动的一个物理量,它可以表示为电势能的变化量。
在电场中,如果带电粒子沿电力线移动了一个距离,那么电场力就会对带电粒子做功。
这个功率的值可以用电荷乘上电场力、电势差和路径长度的积来表示:
W=QΔV=QEd
其中,W是做功的能量,Q是带电粒子的电荷量,ΔV是电势差,E 是电场强度,d是带电粒子在电场中的移动距离。
从公式中可以看到,当电荷量和电场强度不变时,如果带电粒子移动的距离越长,做功的能量则越大。
此外,电势差也可以表示为电场力与电荷量的比值:
ΔV=W/Q=Ed
这个公式说明了电势差的物理含义,即电场力所做的功可以在电荷单位上表现为电势差。
总之,电场力做功与电势差之间存在着密切的关系。
对于电场力和电势差的研究可以帮助我们更好地理解电场的性质和特点。
在实际
应用中,我们可以利用电场力和电势差来计算电力、电荷和能量等方面的一系列物理量,这对于推动科学技术的发展和应用具有极为重要的意义。
电场力的功与电势能关系公式

电场力的功与电势能关系公式全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:电场力的功与电势能是电磁学中一种非常重要的关系,它们之间的相互转换在电场中起着至关重要的作用。
在我们日常生活中,电场力的功与电势能的关系常常可以通过各种电器设备的运行来体现。
本文将为您详细解释电场力的功与电势能之间的关系,并探讨其公式推导及应用。
让我们先来了解一下电场力和电势能的概念。
在电磁学中,电场力是由电荷产生的电场作用在其他电荷上所产生的力。
电场力通常表现为吸引或排斥的效果,取决于电荷的正负性。
而电势能则是电荷在电场中所具有的能量,是电荷由于在电场中位置的不同而产生的能量差异。
电场力和电势能密切相关,它们之间的关系可以通过以下公式来描述:电场力做功的公式为:\[ W = -\Delta U \]\( W \) 表示电场力所做的功,\( \Delta U \) 表示电场力所产生的电势能的变化量,负号表示电场力和电势能之间的关系为相反,即电场力所做的功等于电势能的负变化量。
接下来,让我们通过一个简单的例子来解释电场力的功与电势能之间的关系。
假设有两个带电粒子,它们之间的距离为\( r \),电荷分别为\( q_1 \) 和\( q_2 \),它们之间的电势能为:\[ U = k \frac{q_1 q_2}{r} \]\( k \) 为电场力常数,在真空中的数值为\( 8.9875 \times 10^9 \ N m^2/C^2 \)。
如果我们将这两个带电粒子分别放置在电场中的两个不同位置,分别在\( r_1 \) 和\( r_2 \) 处,则它们之间的电势能变化为:\[ \Delta U = k \frac{q_1 q_2}{r_1} - k \frac{q_1 q_2}{r_2} \]而电场力所做的功则为其中的相反数:\[ W = -\Delta U = k \frac{q_1 q_2}{r_2} - k \frac{q_1 q_2}{r_1} \]通过这个简单的例子,我们可以看到电场力的功与电势能之间的关系是非常密切的。
电场力做功与电势能

5重、力电势势能能是是相相对对的的,,与与零零电势势能能面面有有关关
6、重电力势势能能是是电物荷体和和电地场球所所共共有有的的,,具有系统 性 具有系统性
7、电势能是标量
由此可见,电场力做功与重力做功,电势能 与重力势能都很相似,所以大家在学习电势 能过程中应该多联系重力做功与重力势能的 关系帮助理解电势能。
电场力做功与电势能有什么关系? (联系重力做功与重力势能的关系)
物1、体电被荷举在高具电有场重中力具势有能电。势能。
2、重电力场对力物对体电做荷正做功正,功物,体电的荷重的力电势势 能能减减小小 3、重电力场对力物对体电做荷负做功负,功物,体电的荷重的力电势能 增大势能增大
4重、力电做场力多做少多功少,功物,体电重荷力电势能能就变 就化变多化少。多少。WG EP1 EP2 EP
5. 如果移动负电荷,1—4结论又如何?
B
BE
F
Aө
++
A
өq
F
-q
M M
6. 电场力做功有什么特点? 在匀强电场中移动电荷时,电场力做的功
与电荷经过的路径无关,与电荷的起始位置和 终止位置有关 与初、末两点在电场线上的距离有关
7. 这个结论适合于其它电场吗?
电力 场
在电场中移动电荷时,电场力做的功与电荷经过的路径 无关,只与电荷的起止位置有关;所有电场均适用。
B q+ F
在场强为 5105 N / C 的匀强电场中, 一个质子从B点运动到A点。已知AB的 距离为40CM,电场力做了多少功?质 子的电势能怎样变化?
E 解:电场力做正功
A W qEd 5.0105 1.61019 0.4 3.21014
物理电势能知识点总结

物理电势能知识点总结物理电势能是物理学中常见的一个概念,涉及到电场、电势、电荷等多个方面。
掌握电势能的知识对于理解物理现象和解决物理问题非常重要。
本文将对电势能的相关概念、计算方法和应用进行总结。
一、电势能的定义电势能指的是在电场中由于电荷的位置而具有的能量。
当电荷在电场中运动时,其所具有的势能会随着位置的变化而变化。
电势能具有标量性,通常用U表示,单位是焦耳(J)。
二、电势能的计算方法1. 点电荷电势能计算公式点电荷具有一定的电荷量q,与其相距为r的距离上,具有电势能U。
点电荷电势能的计算公式为:U = kqQ/r其中,k是库仑常数,其值为9×109N·m2/C2;Q为电势零点处的电荷量。
2. 电场力做功与电势能的关系电场中,电荷在电势差为ΔV的电势场中运动时,其电势能的变化量ΔU与电场力做功W之间具有如下关系:ΔU = -W其中,ΔU为电势能变化量,W为电场力所做的功。
由于电荷的电势差ΔV是由电场力所导致的,因此做功的功率也可表示为:W = qΔV其中,q为电荷量,ΔV为电势差。
三、电势差的计算方法电势差代表着电势能和电荷的关系,是电势能的重要参数。
1. 定义电势差是指单位电荷在电场中移动的过程中所获得或消耗的能量。
电势差的计算公式为:ΔV = ΔU/q其中,ΔU为电势能的变化量,q为电荷量。
2. 电势差的计算方法电势差的计算方法主要有以下几种:(1)实验法:测量电荷在不同位置的电势,然后计算电势差。
(2)积分法:在电场中沿着某一路径,计算电场力所做的功,并将其积分得到电势差。
(3)电势差计算公式法:利用电势差计算公式ΔV = -∫E·ds计算电势差。
四、电势的定义电势是指单位电荷在电场中的电势能。
电荷在电场中所处的位置不仅仅与电场力相关,也与电位相关。
根据电位的定义,电势差是电位之差,因此电势差可以看成是两个位置的电势之差。
五、电势的计算方法关于电势的计算方法,主要有以下几种:1. 点电荷电势计算公式当点电荷为Q时,其所在点的电势计算公式如下:V = kQ/r其中,k为库仑常数,r为电荷至观察点的距离。
电场力做功与电势能

结论:选择不同的零势能点,两点的电 势能发生变化,但两点间的电势能之差 却不变
三、电场力做功与电势能变化的关系
电荷在电场中具有的与电荷位置有关的 能,叫电势能。
电场力做功与电势能有什么关系?(联系重力 做功与重力势能的关系)
1、电荷在电场中具有电势能。 物体被举高具有重力势能。
2、电场力对电荷做正功,电荷的电势 重力对物体做正功,物体的重力势 能减小 能减小 3、电场力对电荷做负功,电荷的电势能 重力对物体做负功,物体的重力 增大 势能增大
9
点评:某点的电势与试探电荷无关
三. 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. 公式:
EP q
符号为V
3. 单位: 伏特
1 V = 1 J/C
1.沿着电场线方向,电势将怎样变化?
1. 电场线指向电势降低的方向
2.如何确定电场中某点的电势?
(提示:类比于电势能的确定.)
………… x1 + x2 + x3 +…=?
W = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AM|
(4).将电荷q从A沿其它曲线移至B,静电力 做 功?
(5). 如果移动负电荷,1—4结论又如何?
B B
E
F
A ө A +- ө F
+
q q
M M
2. 静电力做功的特点
(1) 在匀强电场中移动电荷时,静电力做的
从P A,电场力做的功 W E PA
EPA W 4 105 J
EPA 4 105 A V 20V 6 q 2 10
点评:电势的确定首先要确定零电势处, 且电势可以为负.
电场中的功能关系

精选课件
6
(对应学生用书第80~81页)
1.如图所示虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线,两粒子M、N质 量相等,所带电荷的绝对值也相等.现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出,两 粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示.点a、b、c为实线与虚线的交 点.已知O点电势高于c点电势,若不计重力,则( B ) A.M带负电荷,N带正电荷 B.N在a点的速度与M在c点的速度大小相同 C.N在从O点运动至a点的过程中克服电场力做功 D.M在从O点运动至b点的过程中,电场力对它 做的功不等于零
高三物理复习课件(导与练)第6章
第三课时 电场中的功能关系
精选课件
1
(对应学生用书第 80 页)
精选课件
2
1.理解电场力做功与电势能变化的关系. 2.对带电粒子在电场中的运动,能用功能关系和能量守恒定律进行分析、解答.
精选课件
3
(对应学生用书第 80 页)
精选课件
4
1.电场力做功与电势能变化的关系
1 2mgh.
(2)由题图可知,B、C 在同一等势面上,所以 A、C 两点的电势差等于 A、B 两点的电
势差,即 UAC=UAB=W-电q=-m2gqh.
答案:(1)12mgh (2)-m2gqh
精选课件
11
(对应学生用书第 81~82 页)
精选课件
12
电场力做功的分析与计算 1.电场力做功的计算方法 (1)由公式W=F·s·cos α计算,此公式只适用于匀强电场,可变形为:W=qE·s·cos α. (2)由W=qU来计算,此公式适用于任何形式的静电场. (3)由动能定理来计算:W电场力+W其他力=ΔEk. (4)由电势能的变化计算:W=Ep1-Ep2. 2.带电粒子在电场中做曲线运动时正负功的判断 (1)粒子速度方向一定沿轨迹的切线方向,粒子受力方向一定沿电场线指向轨迹凹侧. (2)电场力与速度方向间夹角小于90°,电场力做正功,夹角大于90°,电场力做负 功.
物理电势能和电势知识点

物理电势能和电势知识点物理电势能知识点总结1.电势能的概念(1)电势能电荷在电场中具有的势能。
(2)电场力做功与电势能变化的关系在电场中移动电荷时电场力所做的功在数值上等于电荷电势能的减少量,即WAB=εA-εB。
①当电场力做正功时,即WAB>0,则εA>εB,电势能减少,电势能的减少量等于电场力所做的功,即Δε减=WAB。
②当电场力做负功时,即WAB<0,则εA<εB,电势能在增加,增加的电势能等于电场力做功的绝对值,即Δε增=εB-εA=-WAB=|WAB|,但仍可以说电势能在减少,只不过电势能的减少量为负值,即ε减=εA-εB=WAB。
注:物理过程中一个物理量的增加一定是该物理量的终态值减去其初态值,减少一定是初态值减去终态值。
(3)零电势能点电场中任何电荷的势能为零的点。
理论上通常取无穷远点作为零电位点,实际中通常取地球作为零电位点。
说明:①零电势能点的选择具有任意性。
②电势能的数值具有相对性。
③某一电荷在电场中确定两点间的电势能之差与零电势能点的选取无关。
2.电势的概念(1)定义及定义式电场中某一点电荷的势能与其电量之比,称为该点的电势。
(2)电势的单位:伏(V)。
(3)电势是标量。
(4)电势是反映电场能量性质的物理量。
(5)零电势点指定势能为零的点称为零势能点。
理论上通常取无穷远点作为零电位点,实际中通常取地球作为零电位点。
(6)电势具有相对性电位的值与零电位点的选择有关,同一点的电位值随零电位点的选择而不同。
(7)电势沿着电场线越来越低。
电场强度的方向是电位下降最快的方向。
(8)电势能与电势的关系:ε=qU。
如何学好物理应用数学知识处理物理问题的能力学好物理,一定要能根据具体问题列举物理量之间的关系,合理科学地进行推导和求解,灵活运用各种几何图形和数学图像进行分析和求解。
向别人学习要虚心向别人学习,向同学们学习,向周围的人学习,看人家是怎样学习的,经常与他们进行“学术上”的交流,互教互学,共同提高,千万不能自以为是。
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1J/C=1V
3、相对性:一般选取无穷远或大地电势为零。
4、沿电场线 (场强)方向电势越来越低 φA >φB A B E 5、正电荷的电场中电势为正,负电荷的电场中电势为负 6、电场中某点的电势的大小是由电场本身的性质决定的,与 放不放电荷及放什么电荷无关 7、电势是标量,在规定了零电势后,电场中各点的电势 可以是正值,也可以是负值。正值表示该点电势比零高, 负值表示该点电势比零低。
与重力做功和重力势能的变 化相类比
重力做功
电场力做功
重力场中,重力:地球 电场中,电场力:电荷之 和物体之间存在的吸引 间的作用力 力
做功与路径无关
做功与路径无关
重力做多少功,重力势 电场力做多少功,电势能 能就改变多少 就改变多少
重力做正功,重力势能 电场力做正功,电势能减 减少 少 重力做负功,重力势能 电场力做负功,电势能增 增加 加
a
b
2、如图所示,MN是负点电荷产生的电场中的一条电场 线。一个带正电的粒子(不计重力)从a到b穿越这条电场线的轨 迹如图中虚线所示,则该带电粒子在a点的加速度一定小于 在b 点的加速度。带电粒子在a点的电势能一定 大于 在b点的电势能。 (填“大于”、“小于”式“等于”)。
a M b F N
3、如果把q=1.0×10-8C的电荷从无穷远处移至电场中的A点, 需克服电场力做功W=1.2×10-4J.那么 ⑴ q在A点的电势能和在A点的电势各是多少? ⑵ q未移入电场前A点的电势是多少 ?
动能增加还是减少? 电势能--------动能
电场力做了多少功,就有多少电势能转化。 电场力做什么功?电势能是如何变化的?
如果上面的电荷是负电荷,情况又如何呢? 不论是正还是负电荷,只要电场力对电荷做正功, 电势能就减少,反之增加。
电场力做功和重力做功的对比
电场力做正功,电势能减小; 电场力做负功,电势能增大
WA 0 EPA 1.2 104 J EPA 1.2 104 J EPA 1.2 10 4 J 4 A 1 . 2 10 V 8 q 1.0 10 C
4、如图所示,电场中有A、B两点,则下列说法中正确的是 ( BC ) A、电势ψA> ψB 场强EA>EB B、电势ψA> ψB 场强EA<EB 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EpA>EpB E B A
电场力做功跟什么因素有关?与什么无关?
电场力做功只与初末位置有关, 与运动的路径无关。
例、请判断下面几种情况下,电场力做功的正负。
1、 2、 E B 3、 A
E
A
B
A
B
E
4、
E
5、 E A
A
B
B 只受电场力
带电粒子从A运动到B。
例、如图,一正电荷无初速在匀强电场中静止释放后, 它做什么运动?
E
例、(1)把一个单位正试探电荷从等量异种电荷的 连线的中点O,沿其垂直平分线移至无穷远处。静电 力是否做功?电势能是否变化?怎么变化?
(2)若此电场是等量同种电荷,情况又如何?
(3)若电荷换为负电荷,情况又如何?
(φ 1、定义: 电势 2、EP及q含符号
标量)
电势能 检验电荷的电量
EP q
1、如图所示,点电荷的静电场中电场线用实线表示,但其方 向未标明,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到电场 力作用,根据此图可作出正确判断的是( BCD )
A.带电粒子所带电荷的性质
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
E
A
B
WAB=EPA-EPB
电势能:电荷在某点的电势能,等于静电力把它从 该点移动到零势能位置时所做的功。 1、电势能是相对的。(有选定的零势能点) 2、电势能有正、负,但不表示方向,只表示 比零势能点高还是低。电势能是标量。 3、对于同一点,不同电性的电荷放入,电势 能是不同的。
例、有一电荷量q=-3×10-6C的点电荷,从电场中的 A点移到B点,克服电场力做功6×10-4J,从B点移 到C点时静电力做功为9×10-4J。问: (1)以B为零势能点,电荷在A点时的电势能是多少? (2)如选取C点的电势能为零,则电荷在A点时的电 势能又是多少?
电场力做功和电势能
例、如图,试探电荷+q在匀强电场(场强为E)中沿直线 由A运动到B点,静电力做多少功?
C d S E
A
B
例、如图,上题中再把试探电荷从B运动到C。 在这一过程中静电力做多少功? 例、若电荷直接从A点沿直线运动到C点, 静电力做多少功? 例、若电荷从A点沿曲线运动到C点,静电力做多少功?