热点突破：热点突破：电场力做功与电场中的功电场力做功与电场中的功能关系能关系1.热点透析热点透析2.典例剖析典例剖析3.规律方法规律方法4.跟踪训练跟踪训练5.真题演练真题演练第六章第六章 静电场静电场一、热点透析一、热点透析1.热点透析热点透析电场力做功与电场中的功能关系电场力做功与电场中的功能关系 1. 静电力做功静电力做功特点：静电力做功与特点：静电力做功与 无关，只与被移动电荷的电荷量及无关，只与被移动电荷的电荷量及初、末位置的电势差有关这一点与重力做功相似初、末位置的电势差有关这一点与重力做功相似路径路径2. 电势能电势能定义：电荷在电场中某点具有的势能，等于将电荷从该点移到定义：电荷在电场中某点具有的势能，等于将电荷从该点移到_位置时静电力所做的功位置时静电力所做的功零势能零势能3.3.求求电电场场力力做做功功的的几几种种方方法法(1)由由WFlcos计算计算,可写成可写成WEqlcos,只适用于只适用于匀强电场匀强电场.(2)由由WABqUAB计算，此公式适用于任何电场计算，此公式适用于任何电场(3)由电势能的变化计算：由电势能的变化计算：WABEpAEpB Ep.(4)由动能定理计算：由动能定理计算：W电场力电场力W其他力其他力Ek.4.4.电电场场中中的的功功能能关关系系(1)若只有电场力做功若只有电场力做功,电势能与动能之和保持不变电势能与动能之和保持不变.(2)若只有电场力和重力做功若只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动电势能、重力势能、动能之和保持不变能之和保持不变(3)除重力、弹簧弹力之外，其他各力对物体做的功除重力、弹簧弹力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化等于物体机械能的变化(4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化.5. 电势能高低的判断方法电势能高低的判断方法判断方法判断方法判断依据判断依据做功判断法做功判断法电荷电势法电荷电势法公式法公式法能量守恒法能量守恒法静电力做正功，电势能减小；静电力做静电力做正功，电势能减小；静电力做负功，电势能增加负功，电势能增加正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大在电势低的地方电势能大由由Epq，将，将q、的大小和正、负号一的大小和正、负号一起代入公式，起代入公式，Ep的正值越大的正值越大,电势能越大；电势能越大；Ep的负值越小的负值越小,电势能越大电势能越大在电场在电场中中,若若只有静电力做功只有静电力做功时时,电荷电荷的动的动能和电势能相互能和电势能相互转化转化,动能增加动能增加,电势电势能减能减小；小；反之反之,电势电势能增加能增加二、典例剖析二、典例剖析2. 典例剖析典例剖析【例例1】(多多选选)(2015四四川川理理综综，6)如如图图示示,半半圆圆槽槽光光滑滑、绝绝缘缘、固固定定,圆圆心心是是O,最最低低点点是是P,直直径径MN水水平平。a、b是是两两个个完完全全相相同同的的带带正正电电小小球球(视视为为点点电电荷荷),b固固定定在在M点点,a从从N点点静静止止释释放放,沿沿半半圆圆槽槽运运动经过动经过P点到达某点点到达某点Q(图中未画出图中未画出)时速度为零。则小球时速度为零。则小球a()A.从从N到到Q的过程中的过程中,重力与库仑力的合力先增大后减小重力与库仑力的合力先增大后减小B.从从N到到P的过程中的过程中,速率先增大后减小速率先增大后减小C.从从N到到Q的过程中的过程中,电势能一直增加电势能一直增加D.从从P到到Q的过程中的过程中,动能减少量小于动能减少量小于电势能增加量电势能增加量审审题题设设疑疑1.a从从N点释放后的运动过程中受力情况怎样？哪些是恒力点释放后的运动过程中受力情况怎样？哪些是恒力？哪些是变力？合力怎样变化？各力做功情况如何？哪些是变力？合力怎样变化？各力做功情况如何？2.整体运动过程中，整体运动过程中，a、b间的能量转化情况又如何？间的能量转化情况又如何？转解析转解析mgF库库FNmgF库库FN【拓展延伸拓展延伸】(1)在在例例4中小球中小球a从从N到到Q的过程中机械能守恒吗？的过程中机械能守恒吗？答案答案机械能不守恒。机械能不守恒。(2)在在例例4中中，若若把把b球球固固定定在在圆圆心心O点点(其其他他条条件件不不变变)，小小球球a从从N点点静静止止释释放放，小小球球a到到达达何何处处时时的的速速度度为为零零？在在此此过过程程中中机机械械能能守恒吗？为什么？守恒吗？为什么？答答案案小小球球a到到达达M点点时时速速度度为为零零，在在此此过过程程中中机机械械能能守守恒恒，因因为为库仑力、轨道的支持力都不做功。库仑力、轨道的支持力都不做功。mgF库库FNmgF库库FN审题导析审题导析1.由粒子运动轨迹可知，粒子受电场力方向及粒子的电性由粒子运动轨迹可知，粒子受电场力方向及粒子的电性.2.由电场力做功与电势能变化之间的关系可判定粒子从由电场力做功与电势能变化之间的关系可判定粒子从A到到B电势能增减情况电势能增减情况.3.用动能定理及能量守恒判定从用动能定理及能量守恒判定从A到到B动能变化和机械能变动能变化和机械能变化化.【备选备选1 1】 如图所示为一匀强电场，某带电粒子从如图所示为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到点运动到B点在这一运动过程中克服重力做的功为点在这一运动过程中克服重力做的功为2.0 J，电场力做的功为，电场力做的功为1.5 J则下列说法正确的是则下列说法正确的是()A粒子带负电粒子带负电B粒子在粒子在A点的电势能比在点的电势能比在B点少点少1.5 JC粒子在粒子在A点的动能比在点的动能比在B点多点多0.5 JD粒子在粒子在A点的机械能比在点的机械能比在B点少点少1.5 J解析解析从粒子的运动轨迹可以看出，粒子所受的电场力方向与场从粒子的运动轨迹可以看出，粒子所受的电场力方向与场强方向相同，粒子带正电，强方向相同，粒子带正电，A错误；粒子从错误；粒子从A点运动到点运动到B点，电场点，电场力做功力做功1.5 J，说明电势能减少，说明电势能减少1.5 J，B错误；对粒子应用动能定错误；对粒子应用动能定理得：理得：W电电W重重EkBEkA，代入数据解得，代入数据解得EkBEkA1.5 J2.0 J0.5 J，C正确；粒子机械能的变化量等于除重力外其他力做正确；粒子机械能的变化量等于除重力外其他力做的功，电场力做功的功，电场力做功1.5 J，则粒子的机械能增加，则粒子的机械能增加1.5 J，D正确正确答案答案CD 解析显隐解析显隐mgF电电【备选备选2 2】 如一带正电粒子仅在电场力作用下从如一带正电粒子仅在电场力作用下从A点经点经B、C运动运动到到D点，其点，其vt图象如图所示，则下列说法中正确的是图象如图所示，则下列说法中正确的是()A. A处的电场强度一定大于处的电场强度一定大于B处的电场强度处的电场强度B. 粒子在粒子在A处的电势能一定小于在处的电势能一定小于在B处的电势能处的电势能C. CD间各点电场强度和电势都为零间各点电场强度和电势都为零D. AB两点间的电势差大于两点间的电势差大于CB两点间的电势差两点间的电势差解析显隐解析显隐三、规律方法三、规律方法3.规律方法规律方法力电综合问题的两条基本解题思路力电综合问题的两条基本解题思路力电综合问题的两条基本解题思路力电综合问题的两条基本解题思路电场力虽然从本质上区别于力学中的重力、弹力、摩擦力，电场力虽然从本质上区别于力学中的重力、弹力、摩擦力，但产生的效果遵循牛顿力学中的所有规律，因此力电综合但产生的效果遵循牛顿力学中的所有规律，因此力电综合问题依然根据力学解题思路求解。对于重力不可忽略的带问题依然根据力学解题思路求解。对于重力不可忽略的带电体，要在受力分析的基础上，掌握和拓展力学问题的两电体，要在受力分析的基础上，掌握和拓展力学问题的两条基本思路：条基本思路：(1)(1)由牛顿运动定律和运动学规律综合求解。注意库仑力由牛顿运动定律和运动学规律综合求解。注意库仑力随电荷间距离的变化而变化，将恒力作用下的运动拓展到随电荷间距离的变化而变化，将恒力作用下的运动拓展到变力作用下的运动；变力作用下的运动；(2)(2)由做功与能量变化的关系求解。由做功与能量变化的关系求解。方法提炼方法提炼处理电场中能量问题的基本方法处理电场中能量问题的基本方法 常用的基本规律有动能定理、能量守恒定律，有时也会用常用的基本规律有动能定理、能量守恒定律，有时也会用到功能关系到功能关系(1)应用动能定理应用动能定理 研究合外力的功研究合外力的功(或总功或总功)(2)应用能量守恒定律应用能量守恒定律 注意电势能和其他能间的转化注意电势能和其他能间的转化.(3)应用功能关系应用功能关系 明确电场力做功与电势能改变之间的明确电场力做功与电势能改变之间的对应关系对应关系.(4)有电场力做功的过程机械能不一定守恒，但机械能与电有电场力做功的过程机械能不一定守恒，但机械能与电势能的总和可以守恒势能的总和可以守恒 规律方法规律方法 【变变式式训训练练3 3】 (2016山山西西太太原原高高三三测测评评)如如图图,空空间间中中存存在在水水平平向向左左的的匀匀强强电电场场。在在电电场场中中将将一一带带电电液液滴滴从从b点点由由静静止止释释放放,液液滴滴沿沿直线由直线由b运动到运动到d,且直线且直线bd方向与竖直方向与竖直方向成方向成45角角,下列判断正确的是下列判断正确的是()A液滴带正电荷液滴带正电荷B液滴的电势能减少液滴的电势能减少C液滴的重力势能和电势能之和不变液滴的重力势能和电势能之和不变D液滴的电势能和动能之和不变液滴的电势能和动能之和不变mgF电电本题详细解析见教辅！本题详细解析见教辅！本题详细解析见教辅！本题详细解析见教辅！隐含液滴受到怎样的隐含液滴受到怎样的合力？受到什么方向合力？受到什么方向的电场力？的电场力？本题详细解析见教辅！本题详细解析见教辅！本题详细解析见教辅！本题详细解析见教辅！四、跟踪训练四、跟踪训练4.跟踪训练跟踪训练转解析转解析易错选项易错选项错因剖析错因剖析错选错选A没有注意到是负电荷没有注意到是负电荷错选错选B不明确电场力的功与电势能变化的关系不明确电场力的功与电势能变化的关系错因分析转转 解析解析【跟踪训练跟踪训练】如图示，水平面的上方有竖直向上的匀强电场，平如图示，水平面的上方有竖直向上的匀强电场，平面上静止着质量为面上静止着质量为M的绝缘物块，一质量是的绝缘物块，一质量是m的带正电弹性小球，的带正电弹性小球，以水平速度以水平速度v与物块发生碰撞，并以原速率返回，弹回后仅在电场与物块发生碰撞，并以原速率返回，弹回后仅在电场力和重力的作用下沿着虚线运动，则下列说法不正确的是力和重力的作用下沿着虚线运动，则下列说法不正确的是()A. 弹回后球的机械能守恒弹回后球的机械能守恒B. 弹回后轨迹是抛物线弹回后轨迹是抛物线C. 弹回后机械能与电势能的总和守恒弹回后机械能与电势能的总和守恒D. 弹回后动能增加弹回后动能增加解析：解析：小球弹回后沿虚线运动的过程中小球弹回后沿虚线运动的过程中,电场力对小球做正功电场力对小球做正功,小球小球机械能增加机械能增加,但小球的机械能与电势能之和守恒但小球的机械能与电势能之和守恒,A错误错误,C正确；因正确；因电场力大于重力电场力大于重力,故合力对小球做正功故合力对小球做正功,小球动能增加小球动能增加,D正确；小球正确；小球在水平方向不受力在水平方向不受力,小球的轨迹为抛物线小球的轨迹为抛物线,B正确正确答案：答案：A解析显隐解析显隐五、真题演练五、真题演练5.真题演练真题演练【真题真题】 (2013天津卷，天津卷，6)两个带等量正电的点电荷两个带等量正电的点电荷,固定在固定在图中图中P、Q两点两点,MN为为PQ连线的中垂线连线的中垂线,交交PQ于于O点点,A为为MN上上的一点的一点.一带负电的试探电荷一带负电的试探电荷q,从从A点由静止释放点由静止释放,只在静电力作只在静电力作用下运动用下运动,取无限远处的电势为零取无限远处的电势为零,则则().A.q由由A向向O的运动是匀加速直线运动的运动是匀加速直线运动B.q由由A向向O运动的过程电势能逐渐减小运动的过程电势能逐渐减小C.q运动到运动到O点时的动能最大点时的动能最大D.q运动到运动到O点时的电势能为零点时的电势能为零 审审题题设设疑疑1.等量同种电荷的电场线是怎样的？在中垂线上激发的场强等量同种电荷的电场线是怎样的？在中垂线上激发的场强大小与方向如何？负电荷在中垂线各点所受电场力大小与大小与方向如何？负电荷在中垂线各点所受电场力大小与方向又如何？它将做怎样的运动？方向又如何？它将做怎样的运动？2.负电荷由负电荷由A向向O运动过程中电场力做功情况怎样？能量是运动过程中电场力做功情况怎样？能量是怎样转化的？怎样转化的？转解析转解析转解析转解析