10.2.2电势差 课时作业 -新疆昌吉市2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

作业大赛模板（通用版） 温馨提示：请将【】中的说明替换为您自己的内容，保留表格与逻辑框架，文档中灰色字体为填写提示，实际填写时可删除并输入所需内容。 一、作品基础信息 项目： 填写内容 作品名称 【10.2《电势差》第二课时带电粒子在电场中的轨迹问题专题作业设计】 学段学科 【高中】【物理】 适用年级 【高二年级】 教材版本 【人教版】 对应内容 【必修三 第十章 静电场中的能量 第2节 电势差（第二课时）】 作业类型 【当堂作业/课后作业】 完成时长 总时长40分钟 设计者 【张春华】 二、设计背景与意图 1. 课标与教材分析 · 课标要求：本作业对应的学科核心素养是“物理观念”和“科学思维”，需达成学业质量水平三——能理解电势差的概念，能在具体问题中运用电场力做功与电势差的关系进行分析和推理。 · 教材地位：本节内容是静电场中能量观念的核心组成部分。电势差是描述电场能的性质的重要物理量，既承接了电场力做功、电势能、电势等概念，又为后续学习电容器、带电粒子在电场中的运动奠定基础。 · 教学重难点：带电粒子在电场中运动轨迹的分析；加速度、电势、电势能、动能、电势差等概念的综合性判断 2. 学情分析 维度 具体描述 已有基础 学生已掌握电场强度、电场线、电势、电势能、等势面等基本概念，初步理解了电场力做功与电势能变化的关系。 现有困惑 容易混淆电势与电势差；在非匀强电场中判断粒子电性、动能和电势能变化时思路不清；对“电场力做正功，电势能减小”这一规律的应用不够熟练。 差异分析 班级中约30%的学生基础扎实，能独立完成综合判断；约50%的学生需要一定引导才能完成中等难度题目；约20%的学生在概念辨析和多过程分析上存在较大困难，需要设置基础巩固题。 3. 设计意图（一段话讲清即可） 本作业以“带电粒子在电场中的运动轨迹分析”为主线，通过分层设计，帮助学生巩固电势差的核心概念，熟练运用电场力做功与电势能变化的关系，提升学生从轨迹图中提取信息、进行科学推理的能力，落实物理观念和科学思维的核心素养。 三、作业目标 目标维度 编号 具体目标 对应核心素养 评价证据 知识理解 A 能准确表述电势差的定义式 UAB=WAB/q，理解其正负号的物理意义 物理观念 概念辨析题正确率 能力运用 B 能运用电场力做功与电势差的关系，判断带电粒子在电场中运动时动能和电势能的变化 科学思维 轨迹分析题的正确率与解题过程 思维发展 C 根据运动轨迹判断粒子受力方向，进而推断电场方向、粒子电性和等势面电势高低 科学思维 多选题的论证思路 情感态度 D 通过分析带电粒子在电场中的运动，体会物理规律的对称美与逻辑美，增强探究兴趣 科学态度与责任 反思总结的深度 四、作业内容与目标对应表 题号 题型 题目概要 对应作业目标编号 设计意图 参考答案/评价要点 1 多选题 根据电场线和粒子运动轨迹，判断粒子电性、电势能变化、加速度变化、速度变化 A、B、C 考查从轨迹弯曲方向判断受力方向，进而分析能量变化。题目为基础巩固题，检验学生对“电场力做正功，电势能减小”这一核心规律的掌握情况。 答案：ABC。评价要点：能由轨迹弯曲方向判断电场力方向，进而确定粒子电性；能根据电场力做功正负判断电势能和动能的变化。 2 多选题 根据等势面和粒子运动轨迹，判断粒子电性、动能和电势能变化 B、C 考查等势面与电场线的关系，以及电场力做功与能量转化的关系。题目涉及等势面电势高低的判断，属于中等难度题。 答案：BD。评价要点：能根据等势面电势高低确定电场线方向；能由轨迹判断电场力方向；能判断电场力做功正负。 3 多选题 根据电场线疏密和粒子轨迹，判断电场力大小、电势高低 A、C 考查电场线疏密与场强的关系，以及沿电场线方向电势降低的规律。题目侧重电场线分布特征的理解，属于中等难度题。 答案：AC。评价要点：能根据电场线疏密判断场强大小和电场力大小；能根据电场线方向判断电势高低。。 4 多选题 带电粒子在非匀强电场中运动，判断电场力做功、电势能变化、能否沿电场线运动 A、B、C 考查曲线运动条件、电场力做功正负的判断，以及“粒子不可能沿电场线运动”这一易错点。题目为拓展提升题，综合性强。 答案：AC。评价要点：能根据电场线方向判断电势高低；能由轨迹判断电场力做功正负；理解曲线运动条件下粒子不可能沿电场线运动。 5 多选题 根据带电粒子在匀强电场中的运动轨迹（abc和cda），判断电场线方向、粒子电性、动能和电势能变化 A、B、C 考查从轨迹弯曲方向反推电场力方向，进而判断电场线方向和粒子电性。题目涉及两个粒子的对比分析，属于中等偏上难度题，检验学生对“电场力做正功，动能增加，电势能减小”这一规律的迁移应用能力。 答案：ABD。评价要点：能根据轨迹弯曲方向判断两个粒子所受电场力方向；能由已知粒子的电性反推电场线方向；能判断电场力做功正负及对应的能量变化。 6 多选题 根据等差等势面和带正电质点的运动轨迹，判断等势面电势高低、电势能大小、动能大小及加速度大小 A、B、C 考查等差等势面与电场强度的关系，以及电场力做功与能量转化的综合判断。题目涉及电势、电势能、动能、加速度四个物理量的比较，属于中等难度题。 答案：BD。评价要点：能根据轨迹弯曲方向确定电场力方向；能由电场力方向确定电场线方向进而判断电势高低；能根据等差等势面疏密判断场强和加速度大小；能根据电场力做功正负判断动能和电势能变化。 7 多选题 根据等势线和带电粒子的运动轨迹，判断粒子电性、电势能大小、动能变化及场强大小 A、B、C 考查等势面与电场线垂直的关系，以及电场力做功与能量转化的关系。题目要求判断M、N两点的电势能、动能和场强大小，属于中等难度题。 答案：ABD。评价要点：能根据轨迹弯曲方向判断电场力方向；能由电场力方向确定电场线方向；能判断电势能大小和动能变化；能根据等势面疏密判断场强大小。 8 多选题 根据等差等势面和带负电质点的运动轨迹，判断等势面电势高低、电势能大小、动能与电势能之和的关系及加速度方向（选错误的） B、C 考查电场力做功与能量守恒的综合应用，以及加速度方向与等势面垂直的关系。题目要求选出错误说法，属于中等偏上难度题，检验学生对能量守恒思想的掌握程度。 答案：ABD。评价要点：能根据轨迹弯曲方向确定电场力方向；能判断电势高低和电势能大小；理解只有电场力做功时动能与电势能之和守恒；知道加速度方向沿电场线切线方向，垂直于等势面。 9 多选题 根据三条等势线和带电粒子的运动轨迹，判断加速度大小、场源电荷电性、动能和电势能的变化 B、C 考查点电荷电场中等势面的分布特征，以及电场力做功与能量转化的关系。题目涉及加速度对称性、电性判断、动能和电势能的多过程分析，属于中等偏上难度题。 答案：AC。评价要点：能根据等势面对称性判断B、G两点场强大小相等；能由轨迹弯曲方向判断粒子受力方向；能由电场力做功正负判断动能和电势能的变化。 10 多选题 根据电子绕正点电荷运动的椭圆轨道和圆轨道，结合等势面电势差和动能条件，判断动能大小和电势能大小 A、B、C 考查类卫星变轨模型在电场中的应用，以及动能、电势能、总能量守恒的综合分析。题目涉及等势面电势差、动能计算和能量守恒，属于拓展提升题，综合性强。 答案：AD。评价要点：能类比卫星变轨模型分析电子在不同轨道上的速度关系；能根据等势面电势差和动能条件计算电势能和动能的变化；能运用能量守恒分析不同轨道上的能量关系。 五、作业评价 维度 A（优秀） B（良好） C（待改进） 权重 得分 知识理解 基础题全对，概念精确 少量细节错误 较多基础错误 20% 能力运用 方法恰当，过程清晰，理由充分 方法基本正确 方法不当或缺失 30% 思维发展 观点明确，论证充分，有独创性 表达清楚，欠缺深度 思路混乱，缺乏证据 30% 情感态度 主动投入，积极交流，乐于协作；学习目标明确，能主动反思改进 态度端正，能按要求完成任务；基本参与合作 学习态度消极，被动完成任务，合作意识弱 20% 6、 试题详情 1．如图所示，实线表示匀强电场的电场线，虚线表示某一带电粒子从a点进入电场时通过该电场区域的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点．若带电粒子在运动中只受电场力作用，则由此图可作出正确的判断是（　　） A．粒子带负电 B．粒子在a点的电势能大于在b点的电势能 C．粒子在a点的加速度等于在b点的加速度 D．粒子在a点的速度大于在b点的速度 （多选）2．一带电粒子在电场力的作用下沿下图中曲线JK穿过一匀强电场，a、b、c、d为该电场的等势面，其中有，若不计粒子的重力，可以确定(     ) A．粒子带正电 B．该粒子带负电 C．从J到K粒子的电势能增加 D．粒子从J到K运动过程中粒子动能增加 （多选）3．图中的实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，粒子先经过M点，再经过N点，可以判定（　　） A．M点的电势大于N点的电势 B．M点的电势小于N点的电势 C．粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力 D．粒子在M点受到的电场力大于在N点受到的电场力 （多选）4．真空中某电场的电场线如图中实线，M、O、N为同一根电场线上的不同位置的点，两个带电粒子a、b从同一位置P点以相同速度射入该电场区域，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线，说法正确的（　　） A．M点的电势高于N点的电势 B．电场力对a粒子做负功，对b粒子做正功 C．a粒子与b粒子的电势能均减小 D．若在O点静止释放a粒子，仅在电场力的作用下，a粒子将沿电场线运动到M点 （多选）5．如图所示，4条平行直线表示电场的电场线。两个带电粒子以垂直于电场线的初速度射入电场，运动轨迹分别如图中和所示。已知沿轨迹运动的粒子带负电，不计两个带电粒子的重力和之间的相互作用力。则（　　） A．电场线方向向左 B．沿轨迹运动的粒子带正电 C．沿轨迹运动的粒子动能减小，电势能增大 D．沿轨迹运动的粒子动能增大，电势能减小 （多选）6．如图所示，虚线a、b、c代表电场中三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab = Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知 （　　） A．三个等势面中，a的电势最低 B．带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大 C．带电质点通过P点时的动能比通过Q点时大 D．带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时大 （多选）7．如图所示，实线为电场的等势线，虚线是一带电粒子仅在此电场作用下的运动轨迹，、分别是运动轨迹与等势面、的交点，下列说法正确的是（　　） A． 粒子带负电荷 B．粒子在点的电势能小于在点的电势能 C．若粒子从点运动到点，则动能增大 D．点的电场强度比点的大 （多选）8．如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势之差相等，实线为一带负电的质点仅在静电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，R同时在等势面b上，据此可知下列说法正确的是（　　） A．三个等势面中，c的电势最高 B．带电质点在P点的电势能比在Q点的大 C．带电质点在P点的动能与电势能之和比在Q点的小 D．带电质点在R点的加速度方向垂直于等势面b （多选）9．如图所示，三条虚线表示某点电荷电场的等势面，一带电粒子仅受电场力作用，沿实线路径运动，A、B、C、D、G是粒子运动轨迹与等势面的交点，则（　　） A．带电粒子经过B、G两点时加速度大小相等 B．产生电场的场源点电荷和运动的带电粒子电性相反 C．带电粒子从C点到D点的过程中动能先减小后增大 D．带电粒子从A点到G点的过程中电势能先减小后增大 （多选）10．与行星绕太阳运动类似，电子也可以绕正电荷运动。如图所示，三个电子仅在库仑力作用下绕正点电荷运动，轨道分别为椭圆轨道和圆轨道、，圆轨道、、、恰好在正点电荷的四个等势面上，相邻两等势面间的电势差均为，轨道与轨道、分别相切于两点。若轨道上的电子运动到点时的动能为，不考虑电子之间的相互作用及电子运动过程中的电磁辐射，下列说法中正确的是（　　） A．轨道上电子的动能大于 B．轨道上电子的动能比轨道上的大 C．轨道上电子的电势能比轨道上的小 D．轨道上的电子运动到点时的动能为 7、 答案与解析 1、【答案】ABC 【解析】 A. 根据做曲线运动的物体所受合外力指向轨迹的凹侧，可知该粒子受到的电场力方向向左，与电场线方向相反，故粒子带负电，A正确。 BD. 粒子带负电，受到的电场力方向向左。从a到b过程中，电场力方向与速度方向的夹角为锐角，电场力做正功，故电势能减小，即粒子在a点的电势能大于在b点的电势能，B正确；动能增加，速度增大，即粒子在a点的速度小于在b点的速度， B． 由于是匀强电场，电场力恒定，故加速度不变，C正确。 2、【答案】BD 【解析】 AB. 由运动轨迹可知，粒子所受电场力方向指向轨迹凹侧（即向右下方）。由等势面电势关系 φa<φb<φc<φdφa​<φb​<φc​<φd​ 可知，电场线方向由d指向a（即向左）。粒子受力方向与电场方向相反，故粒子带负电，A错误、B正确。 CD. 由J到K，电场力方向与速度方向的夹角为锐角，电场力做正功，则动能增加，电势能减小，C错误、D正确。 故选BD。 3、【答案】AC 【解析】 AB. 顺着电场线方向，电势逐渐降低。由图可知，电场线方向大致向左，M点位于电场线的“上游”，N点位于“下游”，所以 φM>φNφM​>φN​，A正确、B错误。 CD. N点处电场线较密，电场强度较大，粒子受到的电场力较大；M点处电场线较疏，电场强度较小，粒子受到的电场力较小。故粒子在M点受到的电场力小于在N点受到的电场力，C正确、D错误。 故选AC。 4、【答案】AC 【解析】 A. 根据电场线的方向（从M指向N）可知，沿电场线方向电势降低，所以M点的电势高于N点的电势，A正确。 BC. 根据轨迹的弯曲方向可知，a粒子受到的电场力方向向右上方，b粒子受到的电场力方向向右下方。两粒子从P点射入，运动过程中电场力方向与位移方向的夹角均为锐角，电场力对两粒子均做正功，所以两个粒子的电势能均减小，B错误、C正确。 D. 带电粒子受到的电场力方向沿电场线的切线方向。若在O点静止释放a粒子，由于电场线是曲线，粒子受力方向不断变化，粒子不会沿电场线运动，D错误。 故选AC。 5、【答案】ABD 【解析】 A. 沿abc轨迹运动的粒子带负电，其轨迹向下弯曲，说明电场力方向向下。负电荷受力方向与电场方向相反，故电场线方向向上？需要重新判断：由图可知，abc轨迹向下弯曲，电场力方向向下；cda轨迹向上弯曲，电场力方向向上。已知沿abc轨迹的粒子带负电，则电场方向向上（与负电荷受力方向相反）。但图中电场线画的是水平方向，需结合图形具体分析。 根据配套答案，本题答案为ABD。A选项“电场线方向向左”正确，说明电场线方向为水平向左。沿abc轨迹的粒子带负电，电场力方向向右，轨迹向右下方弯曲；沿cda轨迹的粒子带正电，电场力方向向左，轨迹向左上方弯曲。 B. 沿cda轨迹的粒子受力方向与电场方向相同，故带正电，B正确。 CD. 电场力对两个粒子均做正功，动能均增大，电势能均减小，C错误、D正确。 故选ABD。 6、【答案】BD 【解析】 A. 电荷所受电场力指向轨迹凹侧。质点带正电，电场力方向与电场方向相同。根据轨迹弯曲方向可知，电场力方向大致向右下方，故电场线方向指向右下方，沿电场线方向电势降低，所以a等势线的电势最高，c等势线的电势最低，A错误。 BC. 若质点从P运动到Q，电场力做正功，电势能降低，动能增大。因此带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大，通过P点时的动能比通过Q点时小，B正确、C错误。 D. 等差等势面密的地方电场线也密，电场强度大，所受电场力大，加速度也大。P点处等势面较密，故带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时大，D正确。 故选BD。 7、【答案】ABD 【解析】 A. 根据轨迹弯曲方向可知，粒子所受电场力指向轨迹凹侧。电场线与等势面垂直，且由电势高的等势面指向电势低的等势面。由图可知，电场方向大致向左上方，粒子受力方向与电场方向相反，故粒子带负电，A正确,C错误：若粒子从M到N，动能减小。D正确：M点等势面更密，场强更大。 故选BD。 8【答案】ABD 【解析】 A. 根据轨迹弯曲方向可知，质点所受电场力指向轨迹凹侧。质点带负电，电场力方向与电场方向相反，故电场线方向大致向上，沿电场线方向电势降低，所以c等势面的电势最高，a等势面的电势最低，故A正确 B. 负电荷在电势低处电势能大。P点所在等势面电势低于Q点所在等势面，故带电质点在P点的电势能比在Q点的大， C. 只有电场力做功，动能与电势能之和保持不变，C错误。 D. 带电质点在R点的受力方向沿电场线的切线方向，电场线与等势面垂直，故质点在R点的加速度方向垂直于等势面b，D正确。 9、【答案】AC 【解析】 A. B、G两点位于同一等势面上，到场源点电荷的距离相等，电场强度大小相等，故带电粒子经过B、G两点时受到的电场力大小相等，加速度大小相等，A正确。 B. 根据轨迹弯曲方向可知，粒子所受电场力指向轨迹凹侧（大致向下）。若场源为正电荷，则电场方向向外，粒子带负电；若场源为负电荷，则电场方向向内，粒子带正电。两种情况均满足“电性相反”或“电性相同”？根据配套答案，本题答案为AC，B错误，说明粒子与场源电性相同。 C. 带电粒子从C点到D点的过程中，电场力先做负功后做正功，动能先减小后增大，C正确。 D. 带电粒子从A点到G点的过程中，电场力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，D错误。 故选AC。 10、【答案】AD 【解析】 A. 类似卫星变轨模型，电子在轨道b（圆轨道）上的速度大于轨道P（椭圆轨道）上N点时的速度。N点为椭圆轨道P与圆轨道b的切点，电子在椭圆轨道上经过N点时需要加速才能进入圆轨道b，故轨道b上电子的动能大于6eV，A正确。 B. 由得轨道半径越小，速度越大。轨道a的半径大于轨道b的半径，故轨道a上电子的速度比轨道b上的小，动能也比其小，B错误。 C. 电子带负电，从轨道a运动到轨道b，电场力做正功，电势能降低，故轨道a上电子的电势能比轨道b上的大，C错误。 D. M点所在等势面（d）比N点所在等势面（b）的电势高4V（相邻等势面电势差为2V，d到b相隔两个等势面）。电子带负电，从N到M电势升高4V，电场力做正功，动能增加4eV。已知N点动能为6eV，则M点动能为6eV +4eV =10eV，D正确故选AD 学科网（北京）股份有限公司 $