2017年高中物理第2章电势能与电势差第3讲电势差学案鲁科版选修3-1

1、第 3 讲电势差目标定位1.理解电势差，了解电势差与电场力做功之间的关系，会用公式Wq*B进行UAB有关的计算2了解电势差与电场强度之间的关系，会用公式 可进行有关的计算3了解示波管的工作原理.戸预习导学聾桧理谓记点拨_一、 电势差与电场力做功1.电势差：电场中两点电势的差值叫做电势差；设A点电势为oA,B点电势为oB,则A、B两点的电势差LAB=0AQB;电势差在电路中也称为电压，用符号U表示.2.电场力做功与电势差的关系：WAB= qUAB,电势差的单位是 V.-J3.在研究原子、原子核的时候，常用电子伏特做能量单位，1eV= 1.60X10 T9_J.、仁十 - 二、 电场强度与电势差的

2、关系、斤、U在匀强电场中，电场强度等于沿场强方向单位距离上的电势差,即E=d，E是匀强电场的场d强，d是沿电场强度方向的距离，上式说明电场强度的单位可以为V/m.想一想 电场中A、B两点间的电势差大，那么两点间场强一定大吗？答案 场强是指沿电场线方向每单位距离上的电势差，A、B两点间的距离不清楚，所以两点间场强不能确定大小关系.三、 示波管的工作原理1.示波器的构成：主要由电子枪、偏转板和荧光屏组成.- -2.工作原理：电子在加速电场中被加速，在偏转电场中发生偏转，飞出平行金属板后做匀速直线运动.想一想 示波管两对偏转电极要是都不加电压，荧光屏上会出现什么图象？若只加竖直方向上的恒定电压，荧光

3、屏上会出现什么图象？答案 两个偏转电极都不加偏转电压，则电子不会进行偏转， 所以会打在荧光屏的中心形成一个亮斑；若只加竖直方向上的恒定电压，则电子在竖直方向上偏转，且偏转距离相同，在荧光y轴上出现一个亮斑.戸课堂讲义/理解深化探究_、电势差与电场力做功31 电势差与电势的关系差记为UBAWC=WB+WC55=(3X105+4.5X105) J5 /=1.5X10 J.则A C间的电势差5W1.5X10UAC=-8V= 250V.q6X10一5丄WB3X10法二UAB=8V= 500V.q6X10WC4.5X105UBC=-V= 750V.q6X10则UAC=UAB+UBC=(500 750)V

4、 = 250V.借题发挥(1)电场力做功与路径无关，只与始、末两点的位置有关，故(1)讲到电势差时，必须指明是哪两点间的电势差,A、B间的电势差记为Uh,B A间的电势 电势差的正负表示电场中两点电势的相对高低,B；若UAB0,贝U 0AEbEcB.0a 0b 0cC.0a 0b= 0b 0cD. Ea=EJ= Ec答案 B解析 由“沿着电场线的方向，电势越来越低”知:0b0c,断定选项 B 对；因这一巳分别表示a、b、c三点的电势和电场的夹角0= 60，则A B两点的电势差为 _.r*图 6111 .下列说法正确的是（）A.电势差与电势一样，是相对量，与零点的选取有关12图 1答案4.0X1

5、08解析WB=qUAB= 1.0X10X4J8=4.0X10 J.U题组二 对公式U= Ed和E=I的理解与应用dLab4.对公式E=的理解，下列说法正确的是（）A.此公式适用于计算任何电场中a、b两点间的电势差B.电势差是一个标量，但是有正值和负值之分C.由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路径无关，只跟这两点的位置有关D. A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不同而改变，所以UAB=UBA答案 BC解析 电势具有相对性、与零点的选择有关.而电势差是标量，有正、负之分，但大小与零点的选择无关.故A 错误，B 正确；由于UAB=$A $B,UBA=$B$A故UAB

6、= UBA故 D 错误；电势差为电场中两点电势之差，与移动电荷的路径无关，故C 正确.2.在某电场中，A、B两点间的电势差UAB=60V,B、C两点间的电势差UBC=-50V,则A BC三点电势高低关系是（A.$A $B $CB.$AV$eVC.$A $C $BD.$C $B答案解析因为UAB=$A$B= 60V 0 ,所以$A$B,又UBC=$B $C=50VV0,所以 $BV $C,又UAC= UAB+ UBC=60V+ ( 50V) = 10V 0，所以 $A$c,故 $A$C$B.正确选项为 e.3如图 1 所示为一个点电荷电场的电场线（实线）和等势线（虚线），两相邻等势线间的电势 差

7、为 4V,有一个带电荷量为q= 1.0X10-8C 的负电荷从A点沿不规则曲线移到B点，静电力做功为J.13B. a点和b点间距离越大，则这两点的电势差越大C.公式中d是指a点和b点之间的距离图 4147.如图 4 所示，匀强电场的场强大小为1x103N/C, ab、de与电场方向平行，be、ad与电场方向垂直，ab=de= 4cm,be=ad= 3cm,则下述计算结果正确的是（）A.a、b之间的电势差为 4000VB.a、c之间的电势差为 50VD.公式中的d是a、b两个等势面间的垂直距离答案 D解析公式E=学只适用于匀强电场， A 错，公式中的d是a、b两个等势面间的垂直距离,da点和b点

8、间距离大，等势面间的垂直距离不一定大，故B、C 错，D 正确.5.如图 2 所示，A、B两点相距 10cm,E= 100V/m,AB与电场线方向的夹角0= 120,则B两点间的电势差为（A. 5VB. 5VC. 10VD. 10V答案解析A、B两点在场强方向上的距离d=AB-cos (180 120 ) = 10 x2em= 5cm.由于 A2,则根据U= Ed得UAB= Ed= 100X5X10V= 5V.6.如图 3 所示，三个同心圆是一个点电荷周围的三个等势面，已知这三个圆的半径成等差 数列.A、B、C分别是这三个等势面上的点，且这三点在同一条电场线上.A、C两点的电势C. 一定高于 6

9、V答案解析从等势面的疏密可以看出丘EB丘，又AB= BC由公式UEd可以判断UAB UBC,所以 BV6V.f严一、LI图 3A.D.无法确定B. 定低于 6V依次为A=10V 和C=2V,则B点的电势是（15C. 将q= 5x10一3C 的点电荷沿矩形路径abcda移动一周，静电力做的功为零D.将q= 5X103C 的点电荷沿abc或adc从a移动到c,静电力做的功都是一 0.25J 答案 C解析Ub=E aF = 1X103x0.04V = 40V,选项 A 错误；Ukc= Llb= 40V,选项 B 错误；将负 点电荷移动一周，电势差为零，静电力做功为零，故选项 C 正确；W= q5=

10、5X103x40J =0.2J，选项 D 错误.题组三对示波管工作原理的考查&如图 5 是示波管的原理图它由电子枪、偏转板(XX和YY)、荧光屏组成，管内抽成真空.给电子枪通电后，如果在偏转板XX和YY上都没有加电压，电子束将打在荧光屏的中心O点.ni图 5(1)带电粒子在 _ 区域是加速的，在 _ 区域是偏转的.若UYY0,UXX= 0,则粒子向 _ 板偏移，若UYY= 0,UXX0,则粒子向 _板偏移.答案I n(2)Y X9示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转板和荧光屏组成，如图6 所示如果电子打在荧光屏上，在P点出现一个稳定的亮斑，那么示波管中的()图 6A.极板Y应带正

11、电B.极板 Y 应带正电C.极板XX上应加一个与时间成正比的电压D.极板XX上应加一个恒定不变的电压答案 AD解析 电子受力方向与电场方向相反，因电子向X方向偏转，则电场方向为X到X，贝 UX带正电，即极板X的电势高于极板X.同理可知Y带正电，即极板Y的电势高于极板Y,16故 A 正确，B 错误；如果在水平偏转电极上加上随时间均匀变化的电压，则电子因受偏转电场的作用，打在荧光屏上的亮点便沿水平方向匀速移动，故C 错误，D 正确.故选：AD.题组四综合应用10. 一个带正电的质点， 电荷量q= 2.0X109C,在静电场中由6.0X10J，质点的动能增加了除电场力外，其他力做的功为a点移到b点，

12、在这过程中，8.0X10_5j,贝 ya、b两点间电势差0a0b为(4A. 3.0X10 V4B.1.0X10 VC. 3.0X104VD.1.0X104V答案 B解析 在a点移到b过程有动能定理VW+W其他=Ek得a到b电场力所做的功Wb= 2.0X10一J ,小Wb2.0X10一54则0a 0b=Uab=sV=1.0X10 V.q2.0X1011如图 7 所示， 三条曲线表示三条等势线， 其电势 将电荷量q= 1.2X10一6C 的正电荷在该电场中移动.()A= Q B=10V,D=30V,D、-30VC= 0,(1)把这个电荷从C移到D,电场力做功多少；把这个电荷从D移到B再移到A,电势

13、能变化多少.答案见解析解析(1)UCD=0C0D= 30V-Jz、)WD=qUCD=1.2X10X30J=3.6X10一5JUDA=0D0A=(3010) V=40VWA=qUDA=1.2X106X(40) J一5=4.8X10 J所以电势能应该增加4.8X10一5J.12如图 8 所示，一簇平行线为未知方向的匀强电场的电场线，沿与此平行线成 方向，把 2X106C 的负电荷从A点移到B点，电场力做功为 4X10J .已知60角的A B间距为2cm,求解下列问题:1718(1) 在图上用箭头标出电场强度方向；(2)AB间的电势差UB;匀强电场的场强E的大小.答案 电场方向如图(2) 2V (3

14、)200V/m解析(1)电场强度方向如图所示.VAB4X10AB 间电势差 5= & =2X10-6V= 2V.UAB电场强度E= dCS60= 200V/m.13.如图 9 所示，P、Q两金属板间的电势差为50V,板间存在匀强电场，方向水平向左，板间的距离d= 10cm,其中Q板接地，两板间的A点距P板 4cm.求：P &图 9(1)P板及A点的电势；(2) 保持两板间的电势差不变，而将Q板向左平移 5cm,则A点的电势将变为多少.答案(1) 50V 30V (2) 10V解析 板间场强方向水平向左，可见Q板是电势最高处.Q板接地，则电势0Q=0,板间各U、点电势均为负值.禾 U 用公式E=i可求出板间匀强电场的场强，再由U=Ed可求出各点与Qd板间的电势差，即各点的电势值.U50!2!(1)场强E= =-Wm1= 5X102V-m1d10X10_ 2