第十章 静电场中的能量精选试卷检测(提高,Word版 含解析)

第十章静电场中的能量精选试卷检测（提高，Word版含解析）

一、第十章静电场中的能量选择题易错题培优（难）

1．空间某一静电场的电势φ在x轴上的分布如图所示，图中曲线关于纵轴对称。在x轴上取a、b两点，下列说法正确的是（）

A．a、b两点的电场强度在x轴上的分量都沿x轴正向

B．a、b两点的电场强度在x轴上的分量都沿x轴负向

C．a、b两点的电场强度在x轴上的分量大小E a

D．一正电荷沿x轴从a点移到b点过程中，电场力先做正功后做负功

【答案】C

【解析】

【详解】

A B．因为在O点处电势最大，沿着x轴正负方向逐渐减小，电势顺着电场强度的方向减小，所以a、b两点的电场强度在x轴上的分量方向相反。

C．在a点和b点附近分别取很小的一段d，由图像可知b点段对应的电势差大于a点段对

应的电势差，看作匀强电场

Δ

=

Δ

E

d

，可知E a

D．x轴负方向电场线往左，x轴正方向电场线往右，所以正电荷沿x轴从a点移到b点过程中，电场力先做负功后做正功。故D错误。

故选C。

2．如图所示，在纸面内有一直角三角形ABC，P1为AB的中点，P2为AP1的中点，BC=2 cm，∠A = 30°．纸面内有一匀强电场，电子在A点的电势能为-5 eV，在C点的电势能为19 eV，在P2点的电势能为3 eV．下列说法正确的是

A．A点的电势为-5 V

B．B点的电势为-19 V

C．该电场的电场强度方向由B点指向A点

D．该电场的电场强度大小为800 V/m

【答案】D 【解析】

【分析】

【详解】

A．由公式p

E

q

ϕ=可知，

pA

A

5eV

5V

E

q e

ϕ

-

===

-

故A错误．

B．A到P2的电势差为

2

A

5(3)V8V

P

Uϕϕ

=-=--=

B A

4548V27V

U

ϕϕ

=-=-⨯=-

故B错误．

C．A点到B点电势均匀降落，设P1与B的中点为P3,该点电势为：

3

A

3538V19V

P

U

ϕϕ

=-=-⨯=-

C

p

19eV

19V

C

E

q e

ϕ===-

-

P3点与C为等势点，连接两点的直线为等势线，如图虚线P3C所示．由几何关系知，P3C与AB垂直，所以AB为电场线，又因为电场线方向由电势高指向电势低，所以该电场的电场强度方向是由A点指向B点，故C错误．

D．P3与C为等势点，该电场的电场强度方向是由A点指向B点，所以场强为：

2

8

V/cm800V/m

1

U

E

AP

===

故D正确．

3．如图所示,虚线AB和CD分别为椭圆的长轴和短轴,相交于O点,两个等量异号点电荷分别位于椭圆的两个焦点M、N上.下列说法中正确的是( )

A ．O 点的电场强度为零

B ．A 、B 两点的电场强度相同

C ．将电荷+q 沿曲线CA

D 从C 移到D 的过程中,电势能先减少后增加 D ．将电荷+q 沿曲线CBD 从C 移到D 的过程中,电势能先增加后减少 【答案】B 【解析】 【详解】

AB.由等量异种电荷的电场线分布情况可知，A 、B 两点的电场强度相同， O 点的电场强度不为零，故A 错误；B 正确；

CD. 由等量异种电荷的等势面分布情况可知，

A C D

B φφφφ>=>

正电荷在电势高的地方电势能大，所以将电荷+q 沿曲线CAD 从C 移到D 的过程中,电势能先增大后减少，将电荷+q 沿曲线CBD 从C 移到D 的过程中,电势能先减少后增大，故CD 错误。

4．如图甲所示，平行金属板A 、B 正对竖直放置，C 、D 为两板中线上的两点。A 、B 板间不加电压时，一带电小球从C 点无初速释放，经时间T 到达D 点，此时速度为v 0；在A 、B 两板间加上如图乙所示的交变电压，t =0带电小球仍从C 点无初速释放，小球运动过程中未接触极板，则t =T 时，小球（ ）

A ．在D 点上方

B ．恰好到达D 点

C ．速度大于v

D ．速度小于v

【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】

小球仅受重力作用时从C 到D 做自由落体运动，由速度公式得0v gT =，现加水平方向的

周期性变化的电场，由运动的独立性知竖直方向还是做匀加速直线运动，水平方向0~4

T 沿电场力方向做匀加速直线运动，

~42

T T

做匀减速直线运动刚好水平速度减为零，3~24

T T 做反向的匀加速直线运动，3~4T

T 做反向的匀减速直线运动水平速度由对称性减为零，故t =T 时合速度为v 0，水平位移为零，则刚好到达D 点，故选B 。 【点睛】

平行板电容器两极板带电后形成匀强电场，带电离子在电场中受到电场力和重力的作用，根据牛顿第二定律求出加速度，根据分运动和合运动的关系分析即可求解。

5．如图所示，在等边三角形ABC 的三个顶点上固定三个点电荷，其中A 点位置的点电荷带电量为+Q ，B 、C 两点位置的点电荷带电量均为-Q ，在BC 边的中垂线上有P 、M 、N 三点，且PA =AM =MN ，关于三点的场强和电势（取无穷远处电势为零），下列说法不正确的是( )

A ．M 点的场强大于P 点的场强

B ．MN 之间某点的场强可能为零

C ．N 点的场强方向沿中垂线向下

D ．P 点的电势高于M 点的电势 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】

A.点电荷的电场如图所示：