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1、三、电场力做功专题,一、电场力做功的基本特点：,电场力与重力做功类比，电场问题迎刃而解。,、电场力做功与路径无关。,电场力对电荷做功，只与电荷的电量和初末位置的电势差有关，与路径无关。,、电场力做功不改变带电粒子的动能和电势能的总和，这一守恒关系类似机械能守恒定律。,A、电荷绕任意闭合回路运动一周，电场力所做功的代数和一定为零,B、沿等势面移动，电场力一定不做功。,二、电场力做功的四种计算方法：,1、定义式计算法：,此式仅适用于匀强电场，式中E为电场强度，SAB为AB两点的距离，dAB为沿场强方向的位移。,2、电势变化计算法,3、电势能变化计算法：,、动能变化计算法：,此式只适用于只有电场力做
2、功情况。,2、3、4情况不仅适用于匀强电场，也适用于非匀强电场,三、判断电势能变化（或比较电势能大小）的方法：,、利用来判断，电势能的正负号是表示大小的，在应用时要把和p的正负号代入分析。,2、利用做功正负来判断：不管是正电荷还是负电荷，,、用推论判断：正电荷在电势越高的地方电势能越大，负电荷在电势越低的地方电势能越大。,电场力对电荷做正功时该电荷的电势能一定减少,电场力对电荷做负功时该电荷的电势能一定增加。,（类似重力做功与重力势能变化关系）,四、判断电势高低的方法：,、设法画出电场线方向判断,、用来判断两点电势高低,例题,两个带电小球，电量分别为和，固定在一长度为的绝缘杆两端，置于电场强度
3、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1800，则在此过程中电场力做功为（）、零、,、,解,杆顺时针转动时电场力对两个电荷均做正功，所以,由电场力做功与路径无关得：,所以：,此题中因为电荷受电场力大小、方向均不变，所以用 求总功也可以。,故选c,例题,如图所示：倾角为300的直角三角形的底边BC长为2L，底边处在水平位置，斜边AC为光滑绝缘导轨。现在底边中点O处方一正点电荷Q，让一个带正电的小球从斜面顶端A滑下（始终不脱离导轨），已测得它滑到底端C点时的速度大小为v，加速度大小为a，求它滑到斜边的垂足D处的速度和加速度的大小。,Q,A,B,C,0,3
4、00,解,如图所示，因为：,Q,A,B,C,0,300,600,所以，BCD三点在以O为圆心，L为半径的圆周上，UB=UC=UD,带正电小球从D点运动到C点的过程中电场力做功为0，,由动能定理得,解得：,对小球受力分析可得,在D点，,在C点：,连立两式可得：,练习,1、在图中，判定在下列几种情况中，AB两点哪点电势高？（1）正电荷由A移动到B是电场力做负功，则(2)正电荷由B移动A是电场力作负功，则：（）负电荷在点移至是电场力做负功，则：（4）负电荷在A点所具有的电势能比B点小，则（）正电荷在点所具有的电势能点大，则,分析,1、电场力作正功，电势能减少，反之，电势能增加。,2、正电荷在电势高处
5、电势能大，负电荷在电势低处电势能大。,、如图所示，abc表示点电荷的电场中三个等势面，它们的电势分别为U、2U/3和U/4，一带电粒子从等势面a上某处由静止释放后，仅受电场力作用而运动。已知它经过等势面b时的速率为v，则它经过等势面c时的速率为多大？,解,对电荷从a-b从b-c过程由动能定理,以上两式联立,7、在与x轴平行的匀强电场中，一带电量为、质量为 的物体在光滑水平面上沿着x轴作直线运动，其位移与时间的关系是，式中x以米为单位，t以淼为单位。从开始运动到5s末物体所经过的路程为多少？克服电场力做功为多少？,解,（1）由位移表达式可得,所以物体减速时间为,（2）克服电场力作功,物体前4s的路程为,第5s内的反向运动的路程为:,8、一个带正电的质点，电量,在静电场中由a点移到b点，在这过程中，除电场力外，其他力作的功为，质点的动能增加了，则ab两点间的电势差为多少？,解,对该质点运动过程由动能定理,
