電場(chǎng)力做功專題

關(guān)于電場(chǎng)力做功專題第一頁，共十五頁，2022年，8月28日三、電場(chǎng)力做功專題第二頁，共十五頁，2022年，8月28日一、電場(chǎng)力做功的基本特點(diǎn)：電場(chǎng)力與重力做功類比，電場(chǎng)問題迎刃而解。１、電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)。電場(chǎng)力對(duì)電荷做功，只與電荷的電量Ｑ和初末位置的電勢(shì)差Ｕ有關(guān)，與路徑無關(guān)。２、電場(chǎng)力做功不改變帶電粒子的動(dòng)能和電勢(shì)能的總和，這一守恒關(guān)系類似機(jī)械能守恒定律。A、電荷繞任意閉合回路運(yùn)動(dòng)一周，電場(chǎng)力所做功的代數(shù)和一定為零B、沿等勢(shì)面移動(dòng)，電場(chǎng)力一定不做功。第三頁，共十五頁，2022年，8月28日二、電場(chǎng)力做功的四種計(jì)算方法：1、定義式計(jì)算法：此式僅適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，式中E為電場(chǎng)強(qiáng)度，SAB為AB兩點(diǎn)的距離，dAB為沿場(chǎng)強(qiáng)方向的位移。2、電勢(shì)變化計(jì)算法3、電勢(shì)能變化計(jì)算法：４、動(dòng)能變化計(jì)算法：此式只適用于只有電場(chǎng)力做功情況。2、3、4情況不僅適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，也適用于非勻強(qiáng)電場(chǎng)第四頁，共十五頁，2022年，8月28日三、判斷電勢(shì)能變化（或比較電勢(shì)能大?。┑姆椒ǎ海?、利用來判斷，電勢(shì)能的正負(fù)號(hào)是表示大小的，在應(yīng)用時(shí)要把ｑ和Ｕp的正負(fù)號(hào)代入分析。2、利用做功正負(fù)來判斷：不管是正電荷還是負(fù)電荷，３、用推論判斷：正電荷在電勢(shì)越高的地方電勢(shì)能越大，負(fù)電荷在電勢(shì)越低的地方電勢(shì)能越大。電場(chǎng)力對(duì)電荷做正功時(shí)該電荷的電勢(shì)能一定減少電場(chǎng)力對(duì)電荷做負(fù)功時(shí)該電荷的電勢(shì)能一定增加。（類似重力做功與重力勢(shì)能變化關(guān)系）第五頁，共十五頁，2022年，8月28日四、判斷電勢(shì)高低的方法：１、設(shè)法畫出電場(chǎng)線方向判斷２、用來判斷ＡＢ兩點(diǎn)電勢(shì)高低例題兩個(gè)帶電小球，電量分別為＋ｑ和－ｑ，固定在一長(zhǎng)度為Ｌ的絕緣桿兩端，置于電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，桿與場(chǎng)強(qiáng)方向平行，其位置如圖所示，若此桿繞過O點(diǎn)垂直于桿的軸轉(zhuǎn)過1800，則在此過程中電場(chǎng)力做功為（）Ａ、零Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ－＋０第六頁，共十五頁，2022年，8月28日解桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力對(duì)兩個(gè)電荷均做正功，所以由電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)得：所以：此題中因?yàn)殡姾墒茈妶?chǎng)力大小、方向均不變，所以用求總功也可以。故選c第七頁，共十五頁，2022年，8月28日例題如圖所示：傾角為300的直角三角形的底邊BC長(zhǎng)為2L，底邊處在水平位置，斜邊AC為光滑絕緣導(dǎo)軌?，F(xiàn)在底邊中點(diǎn)O處方一正點(diǎn)電荷Q，讓一個(gè)帶正電的小球從斜面頂端A滑下（始終不脫離導(dǎo)軌），已測(cè)得它滑到底端C點(diǎn)時(shí)的速度大小為v，加速度大小為a，求它滑到斜邊的垂足D處的速度和加速度的大小。QABC0300第八頁，共十五頁，2022年，8月28日解如圖所示，因?yàn)椋篞ABC0300600所以，BCD三點(diǎn)在以O(shè)為圓心，L為半徑的圓周上，UB=UC=UD,帶正電小球從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力做功為0，由動(dòng)能定理得解得：對(duì)小球受力分析可得第九頁，共十五頁，2022年，8月28日在D點(diǎn)，在C點(diǎn)：連立兩式可得：第十頁，共十五頁，2022年，8月28日練習(xí)1、在圖中，判定在下列幾種情況中，AB兩點(diǎn)哪點(diǎn)電勢(shì)高？（1）正電荷由A移動(dòng)到B是電場(chǎng)力做負(fù)功，則(2)正電荷由B移動(dòng)A是電場(chǎng)力作負(fù)功，則：（３）負(fù)電荷在Ｂ點(diǎn)移至Ａ是電場(chǎng)力做負(fù)功，則：（4）負(fù)電荷在A點(diǎn)所具有的電勢(shì)能比B點(diǎn)小，則（５）正電荷在Ａ點(diǎn)所具有的電勢(shì)能Ｂ點(diǎn)大，則ＡＢ<><<>分析1、電場(chǎng)力作正功，電勢(shì)能減少，反之，電勢(shì)能增加。2、正電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能大，負(fù)電荷在電勢(shì)低處電勢(shì)能大。第十一頁，共十五頁，2022年，8月28日５、如圖所示，abc表示點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中三個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)分別為U、2U/3和U/4，一帶電粒子從等勢(shì)面a上某處由靜止釋放后，僅受電場(chǎng)力作用而運(yùn)動(dòng)。已知它經(jīng)過等勢(shì)面b時(shí)的速率為v，則它經(jīng)過等勢(shì)面c時(shí)的速率為多大？abc解對(duì)電荷從a-b從b-c過程由動(dòng)能定理以上兩式聯(lián)立第十二頁，共十五頁，2022年，8月28日7、在與x軸平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一帶電量為、質(zhì)量為的物體在光滑水平面上沿著x軸作直線運(yùn)動(dòng)，其位移與時(shí)間的關(guān)系是，式中x以米為單位，t以淼為單位。從開始運(yùn)動(dòng)到5s末物體所經(jīng)過的路程為多少？克服電場(chǎng)力做功為多少？解（1）由位移表達(dá)式可得所以物體減速時(shí)間為（2）克服電場(chǎng)力作功物體前4s的路程為第5s內(nèi)的反向運(yùn)動(dòng)的路程為:第十三頁，共十五頁，2022年，8月28日8、一個(gè)帶正電的質(zhì)點(diǎn)，電量,在靜電場(chǎng)中由a點(diǎn)移到b點(diǎn)，在這過程中，除電場(chǎng)力外，其他力作的功為