1、定性關系:電場力做正功,電勢能減小:電場力做負功,電勢能增大。
2、數量關系:
WAB=EpA-EpB=-ΔEp
注意:
電場力做功的特性及其與電勢能變化的關系可以與重力做功的特性及其與重力勢能變化的關系進行比較。
2.電場力做功的分析方法
(1)利用功W=Flcos a的公式進行分析。 該公式適用于電場力在均勻電場中做功;
(2)利用公式WAB=qUAB進行分析。 該公式適用于任何電場,但要注意各量的符號規定;
(3)利用函數關系WAB=EpA-EpB進行分析。 電荷的電勢能減少多少電場方向,電場力就做多少功;
(4)利用動能定理間接分析W電場力+W其他力=△EK。
3.電勢能分析方法
(1) 使用定義 Ep = qφ 進行分析。 電勢越高,正電荷的勢能越大,電勢越高,負電荷的勢能越小;
(2) 分析電場力所做的功。 當電場力做正功時,電荷(無論正負)的電勢能減小; 當電荷克服電場力做功時,電荷的電勢能增加;
(3)利用電場線判斷。 當正電荷沿電場線方向移動時,電勢能逐漸減小; 當它逆著電場線方向運動時,電勢能逐漸增大。 當負電荷沿電場線方向移動時,電勢能逐漸增大; 當它逆著電場線方向移動時,電勢能逐漸減小。
4、典型事例(2013·重慶科學綜合)
如圖所示,高速運動的a粒子被位于O點的重原子核散射。實線表示a粒子運動的軌跡。 M、N、Q 是軌跡上的三個點。 N點離核最近,Q點比M點離核更遠,那么
A. 質點在 M 點的速度大于在 Q 點的速度。
B.三點中,粒子a在N點的電勢能最大。
C.在重核產生的電場中,M點的電勢低于Q點的電勢
D、當粒子從M點運動到Q點時,電場力對其所做的總功為負功。
【分析】選B。根據重核周圍電場線和等勢線的分布,可知M、N、Q三點之間的電勢關系為φN>φM>φQ,C誤差;
a 粒子帶正電,因此 EpN > EpM > EpQ,B 正確。 ;
a 粒子從 M 到 Q,EpM + EkM = EQ + EkQ,所以 EkQ > EKM電場方向,電場力確實起作用 WMQ = EkQ - EkM >0,A 和 D 是錯誤的。
【說明】電場力所做的功與電勢能、電勢、電勢差等的變化密切相關,要正確判斷相關問題,需要理清它們之間的邏輯關系:電所做的功場力,WAB =EpA- EpB,WAB = qUAB,電勢 能量變化,EpA = qφA,確定電勢和電勢差。
只要知道一類信息,就可以利用上面的關系圖來推斷出其他信息。