10.3电势差相关典例习题课 课件-2021-2022学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三册(共19张PPT)

(共19张PPT)
电势差典例分析
题型1：概念类问题
主要考察电势差、电势、电势能等相关基本概念，以及基本公式含义的掌握情况
1（多选）、关于电势差和电场力做功的说法中，正确的是：（ ）
A、电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电量决定
B、电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电势差和该电荷的电量决定
C、电势差是矢量，电场力做的功是标量
D、在匀强电场中与电场线垂直方向上任意两点的电势差为零
BD
题型1：概念类问题
2、下列关于匀强电场中的场强和电势差的关系，说法正确的是 ( )
A．任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积
B．沿电场线方向，任何相同距离上的电势降落必相等
C．电势减小的方向必是场强的方向
D．在相同距离的两点上，电势差大的其场强也大
B
题型1：概念类问题
3、关于电势差的说法中，正确的是( )
A．两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时，电场力所做的功
B．1C的电荷从电场中一点移到另一点，若电场力做功为1J，则这两点间的电势差为1V
C．在两点间移动电荷时，电场力做功的多少跟这两点间的电势差无关
D．两点间的电势差的大小跟放入这两点的电荷的电量成反比
B
题型2：等势面与粒子运动轨迹的分析
电场 重要描述
匀强电场 垂直于电场线的一簇平面
点电荷的电场 以点电荷为球心的一簇球面
等量异种点电荷的电场 连线的中垂线上的电势为零
等量同种正点电荷的电场 连线上，中点电势最低，而在中垂线上，中点电势最高
题型2：等势面与粒子运动轨迹的分析
带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法
(1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲)，从而分析电场方向或电荷的正负；
(2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向，确定静电力做功的正负，从而确定电势能、电势和电势差的变化等；
(3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况．
1、如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知(　　)
A．带电粒子在R点时的速度大小大于在Q点时的速度大小
B．带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能大
C．带电粒子在R点时的动能与电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大
D．带电粒子在R点时的加速度大小小于在Q点时的加速度大小
A
题型2：等势面与粒子运动轨迹的分析
2、如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，φa＝50 V，φc＝20 V，则a、c连线中点b的电势φb为(　　)
A．等于35 VB．大于35 VC．小于35 VD．等于15 V
C
题型2：等势面与粒子运动轨迹的分析
题型2：等势面与粒子运动轨迹的分析
3、如图，实线为电场线，虚线为等势面，相邻两等势面间的电势差相等，一正电荷仅受电场力作用，在等势面φ3上时的动能为20J，它运动到等势面φ1上时速度为0，令φ2=0，则该电荷的电势能EP=4J时，其动能大小为 ( )
A．16 J B．10 J
C．6 J D．4 J
E
φ2
φ3
φ1
C
4、如图所示，竖直放置的两块足够长的平行金属板间为匀强电场，板相距0.08m，两板间的电压是2400V，在两板间的电场中用丝线悬挂着质量是5×10-3kg的带电小球，平衡后，丝线跟竖直方向成30°角，若将丝线剪断，则在剪断丝线后，（g取10 m/s2）
　（1）说明小球在电场中做什么运动；
　（2）求小球的带电量；
　（3）设小球原来到负极板的距离为0.06m，则经过多少时间小球碰到金属板？
题型2：等势面与粒子运动轨迹的分析
-
+
θ
答案：
（1）初速度为0的匀加速直线运动
（2）9.6×10-6C
（3）0.144s
(1)在匀强电场中，沿任意一个方向，电势降落都是均匀的，故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等，如图甲AB＝BC，则UAB＝UBC.
(2)在匀强电场中，相互平行且相等的线段两点间的电势差相等．如图乙AB//CD，则UAB＝UCD.
　　　
在非匀强电场中U＝Ed虽不能直接应用，但可以用作定性判断．
题型3：公式U＝Ed的拓展应用
1、如图所示，A、B、C 、D为匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C 三点的电势分别为15V、3V、-3V求D点的电势。
A
B
C
D
15V
-3V
3V
O
题型3：公式U＝Ed的拓展应用
A
B
C
D
15V
-3V
3V
M
N
9V
3V
1、如图所示，A、B、C 、D为匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C 三点的电势分别为15V、3V、-3V求D点的电势。
题型3：公式U＝Ed的拓展应用
1、如图所示，A、B、C 、D为匀强电场中一正方形的四个顶点，已知A、B、C 三点的电势分别为15V、3V、-3V求D点的电势。
方法三：利用
A
B
C
D
15V
-3V
3V
题型3：公式U＝Ed的拓展应用
2、(多选)如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10 cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1 V、2 V、3 V，正六边形所在平面与电场线平行．下列说法正确的是(　　)
A．通过CD和AF的直线应为电场中的两条等势线
B．匀强电场的场强大小为10 V/m
C．匀强电场的场强方向为由C指向A
D．将一个电子由E点移到D点，电子的电势能将减少1.6×10－19 J
ACD
题型3：公式U＝Ed的拓展应用
题型4：E－x和φ－x图象的处理方法
1．E－x图象
(1)反映了电场强度随位移变化的规律．
(2)E＞0表示场强沿x轴正方向；E＜0表示场强沿x轴负方向．
(3)图线与x轴围成的“面积”表示电势差，“面积”大小表示电势差大小，两点的电势高低根据电场方向判定．
2．φ－x图象
(1)描述了电势随位移变化的规律．
(2)根据电势的高低可以判断电场强度的方向是沿x轴正方向还是负方向．
(3)斜率的大小表示场强的大小，斜率为零处场强为零．
3.看懂图象是解题的前提，解答此题的关键是明确图象的斜率、面积的物理意义．
1、两个等量异种点电荷位于x轴上，相对原点对称分布，下列正确描述电势φ随位置x变化规律的图象是(　　)
A
题型4：E－x和φ－x图象的处理方法
2、空间某一静电场的电势在x轴上的分布如图所示，x轴上两点B、C的电场强度在x轴上的分量分别为EBx、ECx.下列说法正确是（ ）
EBx的大小大于ECx的大小.
EBx的方向沿x轴的正方向
电荷在O点受到的电场力在x轴方向上的分量最大
负电荷沿x轴从B点移到C点的过程中，电场力先做正功后做负功。
AD
题型4：E－x和φ－x图象的处理方法
3、如图是位于x轴上某点的电荷在其右侧的电势φ随x变化的图线，a、b是x轴上的两点，过P点垂直于x轴的直线PQ和x轴是该曲线的渐近线，则以下说法正确的是(　　)
A．可以判断出O、P间的各点电势均为零
B．负试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能C．可以判断出P点左侧与右侧的电场方向均为x轴正方向
D．正试探电荷从a点移到b点，静电力一直做正功
D
题型4：E－x和φ－x图象的处理方法