【2021新版】人教版高中物理选修3-1导学案1.5电势差（有解析）
文档属性
| 名称 | 【2021新版】人教版高中物理选修3-1导学案1.5电势差（有解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 313.0KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-06-27 09:53:29 | ||
图片预览
文档简介
第五节
电势差
课前预习
【学习目标】
1．理解电势差的概念，知道电势差与零电势点的选择无关．
2．掌握两点间电势差的表达式，知道两点之间电势差的正负号与这两点的电势高低之间的对应关系．
3．知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差的关系，会应用静电力做功的公式进行相关的计算．
【知识储备】
1．静电力做功的特点：
2．静电力做功与电势能变化的系：
．
3．电势的定义式：
，电场是描述电场
性质的物理量．
4．等势面的特点：
．
【自主预习】
1．电势差
概念：
．
表达式：
．
矢标性：
．
2．静电力做功与电势差的关系式：
．
课后复习
1.5电势差
一、单选题
1．在某电场中，A、B两点间的电势差=60
V，B、C两点间的电势差=–50
V，则A、B、C三点电势高低关系是
A．
B．
C．
D．
2．如图所示，a、b两点位于以负点电荷–Q（Q>0）为球心的球面上，c点在球面外，则
A．a点场强的大小比b点大
B．b点场强的大小比c点小
C．a点电势比b点高
D．b点电势比c点低
3．如图所示，在场强为E的匀强电场中有A、B两点，AB连线长L，与电场线夹角为α．则AB两点的电势差为
A．零
B．EL
C．ELcosα
D．ELsinα
4．下列哪些物理量与检验电荷无关
A．电场强度
电势
电功
B．电场力
电势差
电势能
C．电场力
电势能
电功
D．电势差
电场强度
电势
5．关于电场中等势面的认识，下列说法中错误的是（
）．
A．将电场中电势相等的各点连起来即构成等势面
B．在同一等势面上移动电荷电场力不做功
C．等势面一定跟电场线垂直
D．等势面有可能与电场线不垂直
6．在点电荷+Q形成的电场中有一点A，当一个－q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为W。取无限远处电势为0，则检验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为（ ）
A．，
B．
C．
D．
7．如图，a、b是电场线上的两点，将一点电荷q从a移到b，电场力做正功为W，且知a、b间的距离为d，以下说法正确的是（）
A．a、b两点间的电势差一定为
B．a处的电场强度大小一定为
C．b处的电场强度大小一定为
D．a点的电势一定为
8．设电子在运动过程中只受电场力作用，则在下列哪个电场中，只要给电子一个适当的初速度它就能自始至终沿一条电场线运动；而给电子一个适当的初速度它就能始终沿某个等势面运动（ ）
A．匀强电场
B．正点电荷产生的电场
C．负点电荷产生的电场
D．以上都不可能
二、多选题
9．关于电子伏，下列说法正确的是
A．电子伏是能量的单位
B．电子伏是电势差的单位
C．
D．
10．如图所示，图中五点均在匀强电场中，它们刚好是一个圆的四个等分点和圆心．已知电场线与圆所在平面平行．下列有关圆心O和等分点a的电势、电场强度的相关描述正确的
A．a点的电势为6V
B．a点的电势为-2V
C．O点的场强方向指向电势为2V的点
D．O点的场强方向指向a点
三、填空题
11．电场中两点间的电势差与零电势点的选择______（选填“有关”或“无关”）。
12．电势差的单位和电势的单位相同，均为______，符号是______。
13．适用范围：______电场。
四、解答题
14．云层所带的静电越多，云层间的电场越强．当云层中电荷积累到一定程度时，云层间的空气将被电离击穿从而发生放电现象这就是雷电在一次雷电中如果云层间电势差为，从一块云层转移到另一块云层的电荷量约为30
C．试求：
（1）在这次雷电中放出的能量．
（2）如果想办法把这些能量全部接受下来，那么它相当于秦山核电站的机组发电多少时间？
15．电场中两个电势不同的等势面能不能相交？说明理由。
参考答案
1．C
【分析】
电势差等于两点的电势之差，结合电势差的大小比较A、B、C三点电势的高低．
【详解】
A、B两点间的电势差，知A点的电势比B点的电势高60V，B、C两点间的电势差，知B点的电势比C点的电势低50V，则A点的电势比C点的电势高10V，所以，C正确．
【点睛】
解决本题的关键知道电势差与电势的关系，即，基础题．
2．D
【详解】
由点电荷场强公式确定各点的场强大小，由点电荷的等势线是以点电荷为球心的球面和沿电场线方向电势逐渐降低确定各点的电势的高低．
由点电荷的场强公式可知，a、b两点到场源电荷的距离相等，所以a、b两点的电场强度大小相等，故A错误；由于c点到场源电荷的距离比b点的大，所以b点的场强大小比c点的大，故B错误；由于点电荷的等势线是以点电荷为球心的球面，所以a点与b点电势相等，负电荷的电场线是从无穷远处指向负点电荷，根据沿电场线方向电势逐渐降低，所以b点电势比c点低，故D正确．
3．C
【分析】
根据电场强度的大小以及A、B两点沿电场线方向上的距离，结合U=Ed求出电势差
【详解】
两点的电势差UAB=Ed=ELcosα，故C正确，A、B、D错误．
4．D
【详解】
电场强度、电势都是比值定义法定义的物理量，与检验电荷无关，电功、电势能都与检验电荷有关，故ABC错误，D正确；
故选D。
5．D
【详解】
A．将电场中电势相等的各点连起来即构成等势面，A正确；
B．同一等势面上移动电荷，电势能不变，电场力不做功，B正确；
CD．等势面一定跟电场线垂直，C正确，D错误。
故选D。
6．A
【详解】
依题意，-q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为W，则电荷的电势能减小W，无限处电荷的电势能为零，则电荷在A点的电势能为
EPA=-W
则A点的电势
故选A。
7．A
【详解】
A.据电势差的定义式知a、b两点的电势差为：，故A正确；
BC.只适应用于匀强电场，而该电场并不一定是匀强电场，所以ab两端点场强公式不正确，故BC错误；
D.由于电势与零势点的选取有关，故a点的电势不正确，故D错误。
故选A。
8．B
【详解】
电子能沿着电场线运动，电场线必须是直线，而给电子一个适当的初速度它就能始终沿某个等势面运动，说明电场力提供向心力而做匀速圆周运动，这样的电场只有点电荷的电场。电子带负电，所以正点电荷对电子的吸引力提供向心力。
故选B。
9．AD
【解析】
【详解】
电子伏是能量的单位，不是电势差的单位，故A正确，B错误．电子在电势差为1V的两点间移动时电场力做功等于1eV，由电场力做功公式得：，故C错误，D正确．故选AD.
10．AC
【详解】
在匀强电场中，任意两平行直线上相等距离的电势差相等，所以，a点电势比10V低4V，即为6V，故A正确，B错误．a点的电势为6V，根据电场线应与等势面垂直，且沿电场线电势依次降低，O点的场强方向应指向图中电势为2V的点，故C正确，D错误．
11．电势
电压
【解析】
【详解】
[1].[2].定义：电场中两点间电势的差值，也叫电压。
12．无关
【解析】
【详解】
[1].电场中两点间的电势差与零电势点的选择无关.
13．伏特
【解析】
【详解】
[1].[2].电势差的单位和电势的单位相同，均为伏特，符号是V。
14．任意
【解析】
【详解】
[1].公式适用于任意电场。
15．（1）
（2）100
s
【分析】
根据求解电能，根据公式求时间。
【详解】
(1)雷电所放出的电能约为
(2)根据公式得
16．不能相交，因为确定零势面，电场中每一点的电势值只有一个，如果两个电势不同的等势面相交，交点处就会出现两个电势值
【详解】
确定零势面，电场中每一点的电势值只有一个，如果两个电势不同的等势面相交，交点处就会出现两个电势值，所以电场中两个电势不同的等势面不能相交。
试卷第4页，总4页
试卷第5页，总5页
电势差
课前预习
【学习目标】
1．理解电势差的概念，知道电势差与零电势点的选择无关．
2．掌握两点间电势差的表达式，知道两点之间电势差的正负号与这两点的电势高低之间的对应关系．
3．知道在电场中移动电荷时静电力做功与两点间电势差的关系，会应用静电力做功的公式进行相关的计算．
【知识储备】
1．静电力做功的特点：
2．静电力做功与电势能变化的系：
．
3．电势的定义式：
，电场是描述电场
性质的物理量．
4．等势面的特点：
．
【自主预习】
1．电势差
概念：
．
表达式：
．
矢标性：
．
2．静电力做功与电势差的关系式：
．
课后复习
1.5电势差
一、单选题
1．在某电场中，A、B两点间的电势差=60
V，B、C两点间的电势差=–50
V，则A、B、C三点电势高低关系是
A．
B．
C．
D．
2．如图所示，a、b两点位于以负点电荷–Q（Q>0）为球心的球面上，c点在球面外，则
A．a点场强的大小比b点大
B．b点场强的大小比c点小
C．a点电势比b点高
D．b点电势比c点低
3．如图所示，在场强为E的匀强电场中有A、B两点，AB连线长L，与电场线夹角为α．则AB两点的电势差为
A．零
B．EL
C．ELcosα
D．ELsinα
4．下列哪些物理量与检验电荷无关
A．电场强度
电势
电功
B．电场力
电势差
电势能
C．电场力
电势能
电功
D．电势差
电场强度
电势
5．关于电场中等势面的认识，下列说法中错误的是（
）．
A．将电场中电势相等的各点连起来即构成等势面
B．在同一等势面上移动电荷电场力不做功
C．等势面一定跟电场线垂直
D．等势面有可能与电场线不垂直
6．在点电荷+Q形成的电场中有一点A，当一个－q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为W。取无限远处电势为0，则检验电荷在A点的电势能及电场中A点的电势分别为（ ）
A．，
B．
C．
D．
7．如图，a、b是电场线上的两点，将一点电荷q从a移到b，电场力做正功为W，且知a、b间的距离为d，以下说法正确的是（）
A．a、b两点间的电势差一定为
B．a处的电场强度大小一定为
C．b处的电场强度大小一定为
D．a点的电势一定为
8．设电子在运动过程中只受电场力作用，则在下列哪个电场中，只要给电子一个适当的初速度它就能自始至终沿一条电场线运动；而给电子一个适当的初速度它就能始终沿某个等势面运动（ ）
A．匀强电场
B．正点电荷产生的电场
C．负点电荷产生的电场
D．以上都不可能
二、多选题
9．关于电子伏，下列说法正确的是
A．电子伏是能量的单位
B．电子伏是电势差的单位
C．
D．
10．如图所示，图中五点均在匀强电场中，它们刚好是一个圆的四个等分点和圆心．已知电场线与圆所在平面平行．下列有关圆心O和等分点a的电势、电场强度的相关描述正确的
A．a点的电势为6V
B．a点的电势为-2V
C．O点的场强方向指向电势为2V的点
D．O点的场强方向指向a点
三、填空题
11．电场中两点间的电势差与零电势点的选择______（选填“有关”或“无关”）。
12．电势差的单位和电势的单位相同，均为______，符号是______。
13．适用范围：______电场。
四、解答题
14．云层所带的静电越多，云层间的电场越强．当云层中电荷积累到一定程度时，云层间的空气将被电离击穿从而发生放电现象这就是雷电在一次雷电中如果云层间电势差为，从一块云层转移到另一块云层的电荷量约为30
C．试求：
（1）在这次雷电中放出的能量．
（2）如果想办法把这些能量全部接受下来，那么它相当于秦山核电站的机组发电多少时间？
15．电场中两个电势不同的等势面能不能相交？说明理由。
参考答案
1．C
【分析】
电势差等于两点的电势之差，结合电势差的大小比较A、B、C三点电势的高低．
【详解】
A、B两点间的电势差，知A点的电势比B点的电势高60V，B、C两点间的电势差，知B点的电势比C点的电势低50V，则A点的电势比C点的电势高10V，所以，C正确．
【点睛】
解决本题的关键知道电势差与电势的关系，即，基础题．
2．D
【详解】
由点电荷场强公式确定各点的场强大小，由点电荷的等势线是以点电荷为球心的球面和沿电场线方向电势逐渐降低确定各点的电势的高低．
由点电荷的场强公式可知，a、b两点到场源电荷的距离相等，所以a、b两点的电场强度大小相等，故A错误；由于c点到场源电荷的距离比b点的大，所以b点的场强大小比c点的大，故B错误；由于点电荷的等势线是以点电荷为球心的球面，所以a点与b点电势相等，负电荷的电场线是从无穷远处指向负点电荷，根据沿电场线方向电势逐渐降低，所以b点电势比c点低，故D正确．
3．C
【分析】
根据电场强度的大小以及A、B两点沿电场线方向上的距离，结合U=Ed求出电势差
【详解】
两点的电势差UAB=Ed=ELcosα，故C正确，A、B、D错误．
4．D
【详解】
电场强度、电势都是比值定义法定义的物理量，与检验电荷无关，电功、电势能都与检验电荷有关，故ABC错误，D正确；
故选D。
5．D
【详解】
A．将电场中电势相等的各点连起来即构成等势面，A正确；
B．同一等势面上移动电荷，电势能不变，电场力不做功，B正确；
CD．等势面一定跟电场线垂直，C正确，D错误。
故选D。
6．A
【详解】
依题意，-q的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A点时，电场力做的功为W，则电荷的电势能减小W，无限处电荷的电势能为零，则电荷在A点的电势能为
EPA=-W
则A点的电势
故选A。
7．A
【详解】
A.据电势差的定义式知a、b两点的电势差为：，故A正确；
BC.只适应用于匀强电场，而该电场并不一定是匀强电场，所以ab两端点场强公式不正确，故BC错误；
D.由于电势与零势点的选取有关，故a点的电势不正确，故D错误。
故选A。
8．B
【详解】
电子能沿着电场线运动，电场线必须是直线，而给电子一个适当的初速度它就能始终沿某个等势面运动，说明电场力提供向心力而做匀速圆周运动，这样的电场只有点电荷的电场。电子带负电，所以正点电荷对电子的吸引力提供向心力。
故选B。
9．AD
【解析】
【详解】
电子伏是能量的单位，不是电势差的单位，故A正确，B错误．电子在电势差为1V的两点间移动时电场力做功等于1eV，由电场力做功公式得：，故C错误，D正确．故选AD.
10．AC
【详解】
在匀强电场中，任意两平行直线上相等距离的电势差相等，所以，a点电势比10V低4V，即为6V，故A正确，B错误．a点的电势为6V，根据电场线应与等势面垂直，且沿电场线电势依次降低，O点的场强方向应指向图中电势为2V的点，故C正确，D错误．
11．电势
电压
【解析】
【详解】
[1].[2].定义：电场中两点间电势的差值，也叫电压。
12．无关
【解析】
【详解】
[1].电场中两点间的电势差与零电势点的选择无关.
13．伏特
【解析】
【详解】
[1].[2].电势差的单位和电势的单位相同，均为伏特，符号是V。
14．任意
【解析】
【详解】
[1].公式适用于任意电场。
15．（1）
（2）100
s
【分析】
根据求解电能，根据公式求时间。
【详解】
(1)雷电所放出的电能约为
(2)根据公式得
16．不能相交，因为确定零势面，电场中每一点的电势值只有一个，如果两个电势不同的等势面相交，交点处就会出现两个电势值
【详解】
确定零势面，电场中每一点的电势值只有一个，如果两个电势不同的等势面相交，交点处就会出现两个电势值，所以电场中两个电势不同的等势面不能相交。
试卷第4页，总4页
试卷第5页，总5页