赤峰市高中物理必修第3册第十章 静电场中的能量试卷检测题
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赤峰市高中物理必修第3册第十章 静电场中的能量试卷检测题
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
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cb bd U U 可知同一电荷移动,电场力做功相等,则D 正确.故选D .
【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.如图所示,匀强电场中有一个以O 为圆心、半径为R 的圆,电场方向与圆所在平面平行,圆上有三点A 、B 、C ,其中A 与C 的连线为直径,∠A =30°。有两个完全相同的带正电粒子,带电量均为q (q >0),以相同的初动能E k 从A 点先后沿不同方向抛出,它们分别运动到B 、C 两点。若粒子运动到B 、C 两点时的动能分别为E kB =2E k 、E kC =3E k ,不计粒子的重力和粒子间的相互作用,则匀强电场的场强大小为
A .k E qR
B .2k E qR
C .3
3k
E qR
D .23
3k
E qR
【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
从A 点到B 点应用动能定理有:2-AB k k k qU E E E == 从A 点到C 点应用动能定理有:32-AC k k k qU E E E == 所以2AC AB U U =
做出等势面和电场线如图所示:
则从A 点到B 点应用动能定理有:,3k k R
qEd qE AD E qE E ===即 解得23
3k
E E qR
=。 选项D 正确,A 、B 、C 错误。
3.两电荷量分别为q 1和q 2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 .q 1和q 2为等量异种电荷
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1q 和2q 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OP PM >,故12q q >,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;
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
P E q ϕ=
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。
4.位于正方形四角上的四个等量点电荷的电场线分布如右图所示,ab 、cd 分别是正方形两条边的中垂线,O 点为中垂线的交点,P 、Q 分别为cd 、ab 上的点,且OP <OQ . 则下列说法正确的是
A .P 、O 两点的电势关系为p o ϕϕ<
B .P 、Q 两点电场强度的大小关系为E Q C .若在O 点放一正点电荷,则该正点电荷受到的电场力不为零 D .若将某一负电荷由P 点沿着图中曲线PQ 移到Q 点,电场力做负功 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A .根据电场叠加,由图像可以知道ab 、cd 两中垂线上各点的电势都为零,所以P 、O 两点的电势相等,故A 错; B .电场线的疏密表示场强的大小,根据图像知E Q C .四个点电荷在O 点产生的电场相互抵消,场强为零,故在O 点放一正点电荷,则该正点电荷受到的电场力为零,故C 错误. D .P 、Q 电势相等,若将某一负电荷由P 点沿着图中曲线PQ 移到Q 点,电场力做功为零,故D 错误; 故选B. 点睛:根据电场线的方向确定场源电荷的正负.电势的高低看电场线的指向,沿着电场线电势 一定降低.电场线的疏密表示场强的大小,;根据电势高低判断功的正负. 5.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。 6.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】