高中物理必修第3册第十章 静电场中的能量试卷测试卷（解析版）
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，两个可视为点电荷的带正电小球A和B，A球系在一根不可伸长的绝缘细线一端，绕过定滑轮，在细绳的另一端施加拉力F，B球固定在绝缘座上，位于定滑轮的正下方。现缓慢拉动细绳，使A球缓慢移动到定滑轮处，此过程中，B球始终静止，忽略定滑轮大小和摩擦，下列判断正确的是（ ）
A．B球受到的库仑力先增大后减小 B．拉力F一直增大
C．地面对绝缘座的支持力一直减少 D．A球的电势能先不变后减少 【答案】D 【解析】 【详解】
设球所受库仑力大小为FC，AB两球间距离为r，B球距定滑轮为h，A球与定滑轮间距离为l，对开始位置处的A球受力分析，将F和FC合成如图，由相似三角形可得
QQmgFC??kA3B hrr所以A球缓慢移动过程中，r先不变，等A球运动到滑轮正下方后，r再变大；整个过程中l一直减小。
A．r先不变再变大，B球受到的库仑力大小先不变再减小，故A项错误； B．A球未到滑轮正下方时，由相似三角形可得
Fmg? lh所以F先减小，当A球到达滑轮正下方后，由平衡条件可得
F?k所以F再增大，故B项错误；
QAQB?mg 2rC．A球未到滑轮正下方时，库仑力大小不变，方向趋近竖直，则B球受到库仑力的竖直分量变大，地面对绝缘座的支持力先变大；A球到达滑轮正下方后，B球受到库仑力大小减小、方向竖直向下，地面对绝缘座的支持力减小；故C项错误；
D．r先不变再变大，两者间的库仑斥力对A球先不做功后做正功，则A球的电势能先不变后减少，故D项正确。
2．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Ucb?Ubd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．
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CAD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，
φA?φC?φD?φB
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（ ）
A．在D点上方 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】
B．恰好到达D点 C．速度大于v D．速度小于v
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v0?gT，现加水平方向的
高中物理必修第3册第十章 静电场中的能量试卷测试卷(解析版)
