河南焦作市第一中学物理第十章 静电场中的能量精选测试卷

河南焦作市第一中学物理第十章 静电场中的能量精选测试卷

一、第十章 静电场中的能量选择题易错题培优（难）

1．在真空中有水平放置的两个平行、正对金属平板，板长为l ，两板间距离为d ，在两极板间加一交变电压如图乙，质量为m ，电荷量为e 的电子以速度v 0 （v 0接近光速的1/20）从两极板左端中点沿水平方向连续不断地射入两平行板之间．若电子经过两极板间的时间相比交变电流的周期可忽略不计，不考虑电子间的相互作用和相对论效应，则（ ）

A ．当U m ＜22

2md v el

时，所有电子都能从极板的右端射出 B ．当U m ＞22

2

md v el 时，将没有电子能从极板的右端射出 C ．当22

2

2m md v U el =时，有电子从极板右端射出的时间与无电子从极板右端射出的时间之比为1：2

D ．当22

22m md v U el =时，有电子从极板右端射出的时间与无电子从极板右端射出的时间之比为12【答案】A

【解析】

A 、

B 、当由电子恰好飞出极板时有：l =v 0t ，2122d at =，m eU a md

=由此求出：22

2

m md v U el =，当电压大于该最大值时电子不能飞出，故A 正确，B 错误；C 、当2222m md v U el =，一个周期内有12的时间电压低于临界电压22

2

md v el ，因此有电子从极板右端射出的时间与无电子从极板右端射出的时间之比为1：1，故C 错误,D 、若

2222m md v U el

=，有电子从极板右端射出的时间与无电子从极板右端射出的时间之比为21121

=-，则D 选项错误．故选A ． 【点睛】该题考查了带电粒子的类平抛运动，和平抛运动具有相同规律，因此熟练掌握平抛运动规律是解决这类问题的关键．

2．空间存在一静电场，电场中的电势φ随x (x 轴上的位置坐标)的变化规律如图所示，下

列说法正确的是( )

A ．x = 4 m 处的电场强度可能为零

B ．x = 4 m 处电场方向一定沿x 轴正方向

C ．沿x 轴正方向，电场强度先增大后减小

D ．电荷量为e 的负电荷沿x 轴从0点移动到6 m 处，电势能增大8 eV

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A 、由x φ-图象的斜率等于电场强度，知x =4 m 处的电场强度不为零，选项A 错误；

B 、从0到x =4 m 处电势不断降低，但x =4 m 点的电场方向不一定沿x 轴正方向，选项B 错误；

C 、由斜率看出，沿x 轴正方向，图象的斜率先减小后增大，则电场强度先减小后增大，选项C 错误；

D 、沿x 轴正方向电势降低，某负电荷沿x 轴正方向移动，电场力做负功，从O 点移动到6m 的过程电势能增大8 eV ，选项D 正确．故选D ．

【点睛】

本题首先要读懂图象，知道φ-x 图象切线的斜率等于电场强度，场强的正负反映场强的方向，大小反映出电场的强弱．

3．一均匀带负电的半球壳，球心为O 点，AB 为其对称轴，平面L 垂直AB 把半球壳分为左右两部分，L 与AB 相交于M 点，对称轴AB 上的N 点和M 点关于O 点对称，已知一均匀带电球壳内部任一点的电场强度为零；取无穷远处电势为零，点电荷q 在距离其为r 处的电势为φ=k q r

（q 的正负对应φ的正负）。假设左侧部分在M 点的电场强度为E 1，电势为φ1；右侧部分在M 点的电场强度为E 2，电势为φ2；整个半球壳在M 点的电场强度为E 3，在N 点的电场强度为E 4．下列说法正确的是（ ）

A ．若左右两部分的表面积相等，有12E E >，12ϕϕ>

B ．若左右两部分的表面积相等，有12E E <，12ϕϕ<

C ．不论左右两部分的表面积是否相等，总有12E E >，34E E =

D ．只有左右两部分的表面积相等，才有12

E E >，34E E =

【答案】C

【解析】

【详解】

A 、设想将右侧半球补充完整，右侧半球在M 点的电场强度向右，因完整均匀带电球壳内部任一点的电场强度为零，可推知左侧半球在M 点的电场强度方向向左，根据对称性和矢量叠加原则可知，E 1方向水平向左，E 2方向水平向右，左侧部分在M 点产生的场强比右侧电荷在M 点产生的场强大，E 1＞E 2，根据几何关系可知，分割后的右侧部分各点到M 点的距离均大于左侧部分各点到M 点的距离，根据k

q r

ϕ=，且球面带负电，q 为负，得：φ1＜φ2，故AB 错误；

C 、E 1＞E 2与左右两个部分的表面积是否相等无关，完整的均匀带电球壳内部任一点的电场强度为零，根据对称性可知，左右半球壳在M 、N 点的电场强度大小都相等，故左半球壳在M 、N 点的电场强度大小相等，方向相同，故C 正确，

D 错误。

4．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=ΔE d

ϕ，可知E a

故选C 。