高中物理必修第3册第十章 静电场中的能量试卷(Word版 含解析)
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B．将一带正电的试探电荷匀速从B点沿直线移动到D点，电场力做功为零
C．O点电场强度为零
D．将一带正电的试探电荷匀速从A点沿直线移动到C点，试探电荷具有的电势能增大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.设正方形边长为L，每个电荷的电量大小为Q，对A点研究，两个正电荷在A点的合场强为零，根据平行四边形法则，两个负电荷在A点的合场强方向水平向右．则A点的电场强度方向水平向右．对C点研究，两个负电荷在C点的合场强为零，根据平行四边形法则，两个正电荷在C点的合场强方向水平向右，所以A、C两个点的电场强度方向相同．故A错误；
D .根据电场的叠加原理可知，AC连线上场强方向水平向右，则将一带正电的试探电荷匀速从A点沿直线移动到C点，电场力做正功，则试探电荷具有的电势能减小，故D错误；
故选B．
【点睛】
本题的关键是要掌握等量异种电荷的电场线和等势面分布特点，熟练运用电场的叠加原理分析复合场中电势与电场强度的分布情况；注意场强叠加是矢量叠加，电势叠加是代数叠加．
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：
故D正确．
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v0；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（ ）
【点睛】解决本题的关键知道等量异种电荷周围电场线的分布，知道垂直平分线为等势线，沿着电场线方向电势逐渐降低．
2．两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两点电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中P、N两点的电势为零，NF段中Q点电势最高，则()
A．P点的电场强度大小为零
B．q1和q2为等量异种电荷
A．在D点上方B．恰好到达D点C．速度大于vD．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 ，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 沿电场力方向做匀加速直线运动， 做匀减速直线运动刚好水平速度减为零， 做反向的匀加速直线运动， 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v0，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．如上图所示，有四个等量异种电荷，放在正方形的四个顶点处，A、B、C、D为正方形四个边的中点，O为正方形的中心，下列说法中正确的是
A．Hale Waihona Puke Baidu、C两个点的电场强度方向相反
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 可知，
故A错误．
B．A到P2的电势差为
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：
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．由于从N到F，电势先增加后减小，将一负电荷从N点移到F点，根据公式
电势能先减小后增大，故D正确。
故选D。
【点睛】
电势为零处，电场强度不一定为零。电荷在电场中与电势的乘积为电势能。电场力做功的正负决定电势能的增加与否。
3．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
B．a点电势高于b点电势
C．把点电荷+Q从c移到d，电势能增加
D．同一个试探电荷从c移到b和从b移到d，电场力做功相同
【答案】D
【解析】
A、根据电场线分布知，a、b两点的电场强度大小相等，方向相同，则电场强度相同．故A错误．B、ab两点处于等量异种电荷的垂直平分面上，该面是一等势面，所以a、b的电势相等．故B错误．C、根据等量异种电荷电场线的特点，因为沿着电场线方向电势逐渐降低，则c点的电势大于d点的电势．把点电荷+Q从c移到d，电场力做正功，电势能减小，故C错误．D、因 可知同一电荷移动，电场力做功相等，则D正确．故选D．
C．NQ间场强方向沿x轴正方向
D．将一负电荷从N点移到F点，电势能先减小后增大
【答案】D
【解析】
【详解】
A．φ-x图线的斜率等于电场强度，故可知P点的电场强度大小不为零，A错误；
B．如果 和 为等量异种电荷，点连线中垂线是等势面，故连线的中点是零电势点；由于 ，故 ，故B错误；
C．沿着电场线的方向，电势降低，由于从N到Q电势升高，故是逆着电场线，即NQ间场强方向沿x轴正方向；
高中物理必修第3册第十章 静电场中的能量试卷（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．如图所示，真空中有一个边长为L的正方体，正方体的两个顶点M、N处分别放置电荷量都为q的正、负点电荷．图中的a、b、c、d是其他的四个顶点，k为静电力常量．下列表述正确是（ ）
A．a、b两点电场强度大小相等，方向不同
6．如图所示，在方向水平向右的匀强电场中，细线一端固定，另一端拴一带正电小球，使球在竖直面内绕固定端O做圆周运动。不计空气阻力，静电力和重力的大小刚好相等，细线长为r。当小球运动到图中位置A时，细线在水平位置，拉力FT=3mg。重力加速度大小为g，则小球速度的最小值为()
B.在上面两个等量异种电荷的电场中，B、D连线是一条等势线．在下面两个等量异种电荷的电场中，B、D连线是也一条等势线，所以B、D两点的电势相等，将一带正电的试探电荷从B点沿直线移动到D点，电场力做功为零，故B正确．
C.两个正电荷在O点的合场强水平向右，两个负电荷在O点的合场强也水平向右，所以O点电场强度不等于零，方向水平向右．故C错误．
C．O点电场强度为零
D．将一带正电的试探电荷匀速从A点沿直线移动到C点，试探电荷具有的电势能增大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A.设正方形边长为L，每个电荷的电量大小为Q，对A点研究，两个正电荷在A点的合场强为零，根据平行四边形法则，两个负电荷在A点的合场强方向水平向右．则A点的电场强度方向水平向右．对C点研究，两个负电荷在C点的合场强为零，根据平行四边形法则，两个正电荷在C点的合场强方向水平向右，所以A、C两个点的电场强度方向相同．故A错误；
D .根据电场的叠加原理可知，AC连线上场强方向水平向右，则将一带正电的试探电荷匀速从A点沿直线移动到C点，电场力做正功，则试探电荷具有的电势能减小，故D错误；
故选B．
【点睛】
本题的关键是要掌握等量异种电荷的电场线和等势面分布特点，熟练运用电场的叠加原理分析复合场中电势与电场强度的分布情况；注意场强叠加是矢量叠加，电势叠加是代数叠加．
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：
故D正确．
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v0；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（ ）
【点睛】解决本题的关键知道等量异种电荷周围电场线的分布，知道垂直平分线为等势线，沿着电场线方向电势逐渐降低．
2．两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两点电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中P、N两点的电势为零，NF段中Q点电势最高，则()
A．P点的电场强度大小为零
B．q1和q2为等量异种电荷
A．在D点上方B．恰好到达D点C．速度大于vD．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 ，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 沿电场力方向做匀加速直线运动， 做匀减速直线运动刚好水平速度减为零， 做反向的匀加速直线运动， 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v0，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．如上图所示，有四个等量异种电荷，放在正方形的四个顶点处，A、B、C、D为正方形四个边的中点，O为正方形的中心，下列说法中正确的是
A．Hale Waihona Puke Baidu、C两个点的电场强度方向相反
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 可知，
故A错误．
B．A到P2的电势差为
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：
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．由于从N到F，电势先增加后减小，将一负电荷从N点移到F点，根据公式
电势能先减小后增大，故D正确。
故选D。
【点睛】
电势为零处，电场强度不一定为零。电荷在电场中与电势的乘积为电势能。电场力做功的正负决定电势能的增加与否。
3．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
B．a点电势高于b点电势
C．把点电荷+Q从c移到d，电势能增加
D．同一个试探电荷从c移到b和从b移到d，电场力做功相同
【答案】D
【解析】
A、根据电场线分布知，a、b两点的电场强度大小相等，方向相同，则电场强度相同．故A错误．B、ab两点处于等量异种电荷的垂直平分面上，该面是一等势面，所以a、b的电势相等．故B错误．C、根据等量异种电荷电场线的特点，因为沿着电场线方向电势逐渐降低，则c点的电势大于d点的电势．把点电荷+Q从c移到d，电场力做正功，电势能减小，故C错误．D、因 可知同一电荷移动，电场力做功相等，则D正确．故选D．
C．NQ间场强方向沿x轴正方向
D．将一负电荷从N点移到F点，电势能先减小后增大
【答案】D
【解析】
【详解】
A．φ-x图线的斜率等于电场强度，故可知P点的电场强度大小不为零，A错误；
B．如果 和 为等量异种电荷，点连线中垂线是等势面，故连线的中点是零电势点；由于 ，故 ，故B错误；
C．沿着电场线的方向，电势降低，由于从N到Q电势升高，故是逆着电场线，即NQ间场强方向沿x轴正方向；
高中物理必修第3册第十章 静电场中的能量试卷（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．如图所示，真空中有一个边长为L的正方体，正方体的两个顶点M、N处分别放置电荷量都为q的正、负点电荷．图中的a、b、c、d是其他的四个顶点，k为静电力常量．下列表述正确是（ ）
A．a、b两点电场强度大小相等，方向不同
6．如图所示，在方向水平向右的匀强电场中，细线一端固定，另一端拴一带正电小球，使球在竖直面内绕固定端O做圆周运动。不计空气阻力，静电力和重力的大小刚好相等，细线长为r。当小球运动到图中位置A时，细线在水平位置，拉力FT=3mg。重力加速度大小为g，则小球速度的最小值为()
B.在上面两个等量异种电荷的电场中，B、D连线是一条等势线．在下面两个等量异种电荷的电场中，B、D连线是也一条等势线，所以B、D两点的电势相等，将一带正电的试探电荷从B点沿直线移动到D点，电场力做功为零，故B正确．
C.两个正电荷在O点的合场强水平向右，两个负电荷在O点的合场强也水平向右，所以O点电场强度不等于零，方向水平向右．故C错误．