2026届高考物理一轮复习课件：电场能的性质

该高中物理高考复习课件聚焦“电场能的性质”专题，覆盖电势能、电势、等势面、电势差与电场强度关系等高考核心考点，依据高考评价体系梳理出电势高低判断、电势能大小比较、电场强度定量计算等高频考查维度，通过归纳静电力做功四种方法、等分法确定等势点等常考题型，体现备考的针对性和实用性。 课件亮点在于高考真题深度融入与应试技巧指导，如以2025八省联考、2023广东汕头二模等真题为载体，运用科学思维中的模型建构（匀强电场等效模型）和科学推理（电势差与电场强度关系推导），详解“等势面与电场线垂直”“沿电场线电势降低最快”等突破方法，帮助学生掌握答题逻辑，教师可据此精准定位学情，提升复习效率。

　电场能的性质 2026 考点一 电势高低和电势能大小的判断 强基础•固本增分 一、电势能 1.电势能 (1)静电力做功的特点:静电力做功与电荷经过的　　　　无关,只与电荷的初、末位置有关。  (2)电势能:电荷在　　　　中具有的势能,数值上等于将电荷从该点移到 　　　　　位置时静电力所做的功。  2.静电力做功与电势能变化的关系 静电力做的功等于电势能的　　　　　,即WAB=EpA-EpB=-ΔEp。  类比重力做功 路径 电场 零势能 减少量 二、电势　等势面 1.电势 (1)定义:试探电荷在电场中某点具有的　　　　　与它的电荷量的比值。  (2)定义式:φ=。 (3)矢标性:电势是　　　　,有正、负之分,其正(负)表示该点电势比 　　　　　高(低)。  (4)相对性:电势具有相对性,同一点的电势因选取　　　　　　的不同而不同。  电势能 标量 零电势 零势能点 2.等势面 (1)定义:电场中　　　　相同的各点组成的面。  (2)四个特点 ①等势面一定与　　　　　垂直。  ②在同一等势面上移动电荷时静电力不做功。 ③电场线方向总是从电势高的等势面指向电势低的等势面。 ④等差等势面越密的地方电场强度　　　,反之　　　　。  沿着电场线的方向,电势降低最快 电势 电场线 越大 越小 研考点•精准突破 1.求静电力做功的四种方法 2.电势高低的判断 判断依据 判断方法 电场线方向 沿电场线方向电势逐渐降低 场源电荷的正负 取无穷远处电势为零,正电荷周围电势为正值,负电荷周围电势为负值;靠近正电荷处电势高,靠近负电荷处电势低 电场力做功 根据UAB=,将WAB、q的正负号代入,由UAB的正负判断φA、φB的大小 3.电势能大小的判断 判断方法 方法解读 公式法 将电荷量、电势连同正负号一起代入公式Ep=qφ,计算得到的值越大,电势能越大 电势法 同一正电荷在电势高的地方电势能大,同一负电荷在电势低的地方电势能大 做功法 电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加 能量守恒法 在电场中,若只有电场力做功,电荷的动能和电势能相互转化,动能增加,电势能减小,反之,动能减小,电势能增加 考向一静电力做功与电势能的关系 典题1 (多选)(2025八省联考云南卷)空间中有方向与纸面平行的匀强电场,其中纸面内P、Q和R三点分别是等边三角形abc三边的中点,如图所示。已知三角形的边长为2 m,a、b和c三点的电势分别为1 V、2 V和3 V。下列说法正确的是(　　) A.该电场的电场强度大小为1 V/m B.电子在R点的电势能大于在P点的电势能 C.将一个电子从P点移动到Q点,电场力做功为+0.5 eV D.将一个电子从P点移动到R点,电场力做功为+0.5 eV AD 解析 根据匀强电场中沿任意方向两点间中点的电势为两点电势的平均值,则有P点电势为φP==2 V=φb,可知bP是等势面,则电场强度方向由c指向a点,电场强度大小E= V/m=1 V/m,A正确;R点的电势为φR==2.5 V>φP=2 V,可知电子在R点的电势能小于在P点的电势能,B错误;Q点的电势为φQ==1.5 V,将一个电子从P点移动到Q点,电场力做功为WPQ=UPQ(-e)=(φP-φQ)(-e)=-0.5 eV,C错误;将一个电子从P点移动到R点,电场力做功为WPR=UPR(-e)=(φP-φR)(-e)=+0.5 eV,D正确。 BD 考向二电势高低的比较 典题2 (多选)(2023广东汕头二模)如图所示,A、B、C是等边三角形的三个顶点,AC边的中点为M,BC边的中点为N,O点为三角形的中心,分别在A、B、C固定放置电荷量为+Q、-Q、+Q的点电荷时,下列说法正确的是(　　) A.M、N两点的电场强度大小相等 B.M点的电势大于N点的电势 C.将一个不计重力的负电荷沿直线MO由M点向O点移动 的过程中,电势能逐渐减小 D.将一个不计重力的负电荷沿直线ON由O点向N点移动的过程中,受到的电场力做负功 解析 根据电场强度公式E=及平行四边形定则可知,M点的电场强度小于N点的电场强度,故A错误;M点距正电荷较近,N点距负电荷较近,则M点的电势大于N点的电势,故B正确;将一个不计重力的负电荷沿直线MO由M点向O点移动的过程中,电场力做负功,电势能逐渐增大,故C错误;将一个不计重力的负电荷沿直线ON由O点向N点移动的过程中,受到B点的负电荷和C点的正电荷的合电场力垂直于ON不做功,受到A点的正电荷的电场力做负功,故D正确。 思维点拨 题中电场是三个点电荷共同产生的,可以分为两组,即A与B是等量同种点电荷,A与C、B与C是等量异种点电荷;注意等量同种点电荷的中垂线的电场方向沿中垂线指向两侧无穷远,而等量异种点电荷的中垂线的电场方向垂直于中垂线指向负电荷一侧。 考向三电势能与电势的关系 典题3 (多选)真空中有两个固定的带正电的点电荷,电荷量不相等。一个带负电的试探电荷置于二者连线上的O点时,仅在静电力的作用下恰好保持静止状态。过O点作两正电荷连线的垂线,以O点为圆心的圆与连线和垂线分别交于a、c和b、d,如图所示。以下说法正确的是(　　) A.a点电势低于O点 B.b点电势低于c点 C.该试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能 D.该试探电荷在c点的电势能小于在d点的电势能 BD 解析 试探电荷在O点仅在静电力作用下保持静止,则其所受合力为零,若将试探电荷向左移动少许,则其将在静电力作用下向左运动,静电力做正功,电势能减少,试探电荷带负电,故由O向a运动过程中电势升高,同理由O向c运动过程中电势升高,所以ac连线上O点电势最低,bd连线上由电势的叠加可知,O点电势最高,所以选项A错误,B正确;因为φa>φb,φc>φd,试探电荷带负电,所以Epa<Epb,Epc<Epd,故选项C错误,D正确。 考点二 电势差和电场强度的关系 强基础•固本增分 一、电势差 1.定义:电荷在电场中由一点A移到另一点B时,　　　　　　　与移动电荷的电荷量的比值。  2.公式:UAB=φA-φB,UAB=。 二、匀强电场中电势差与电场强度的关系 1.电势差与电场强度的关系:匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿　　　　方向的距离的乘积。即U=Ed,也可以写作E=。  2.公式U=Ed的适用范围:匀强电场。 静电力做功 电场线 研考点•精准突破 1.匀强电场的两个结论 (1)如图甲所示,C点为线段AB的中点,则有φC=。 (2)如图乙所示,AB∥CD,且AB=CD,则UAB=UCD。 2.等分法及其应用 (1)等分法:匀强电场中把某两点间的距离等分为n段,则每段两端点间的电势差等于原电势差的,这种通过等分间距求电势的方法,叫作等分法。 (2)“等分法”的应用思路 BC 考向一公式E=在匀强电场中的定量应用 典题4 (多选)(2024广东广州期末)空间存在平行于纸面的匀强电场,但电场方向未知。现在纸面上建立直角坐标系xOy,用仪器沿Ox、Oy两个方向探测该静电场的各点电势,得到电势φ与横、纵坐标的函数关系如图所示。则关于该电场,下列说法正确的是(　　) A.电场强度的大小为300 V/m B.电场强度的大小为500 V/m C.电场强度的方向指向第三象限 D.沿-y方向是电势降低最快的方向 解析 φ-x图像的斜率表示该方向上的电场强度大小,可得Ex= V/m=300 V/m,Ey= V/m=400 V/m,故电场强度为E==500 V/m,沿着电场线方向电势降低,结合图像可知x轴方向分电场强度沿x轴负方向,y轴方向分电场强度沿y轴负方向,根据电场强度的叠加法则可知电场强度的方向指向第三象限,故A错误,B、C正确;沿电场线方向是电势降低最快的方向,根据前面分析可知电场线方向不沿-y的方向,故沿-y方向不是电势降低最快的方向,故D错误。 考向二公式E=在非匀强电场中的定性应用 典题5 在圆锥体空间的顶点O固定一正点电荷,底面圆周上有三点a、b、c,O'是底面圆心,OO'与底面垂直,d点为Oc的中点。在该点电荷所产生的电场中,下列判断正确的是(　　) A.a、b、c三点的电场强度相同 B.O点与d点间的电势差UOd和d点与c点间的电势差Udc 满足UOd=Udc C.带正电的试探电荷沿直线从a移动至O'过程中受到的 静电力逐渐增大,电势能也逐渐增大 D.带负电的试探电荷沿直线从a移动至b过程中电势能不变 C 解析 由于a、b、c三点到点电荷的距离相等,根据E=k,可知三点的电场强度大小相等,但方向不同,A错误;根据点电荷的电场分布规律可知,O点与d点之间的任意位置的电场强度均大于d点与c点之间的任意位置的电场强度,由于d点为Oc的中点,根据E=可知,O点与d点间的电势差和d点与c点间的电势差满足UOd>Udc,B错误;带正电的试探电荷沿直线从a移动至O'过程中,与O点的距离逐渐减小,根据库仑定律可知,试探电荷受到的静电力逐渐增大,正电荷受到斥力作用,电荷克服静电力做功,其电势能增大,C正确;带负电的试探电荷沿直线从a移动至b过程中,其与O点的距离先减小后增大,根据库仑定律可知,试探电荷受到的静电力先增大后减小,负电荷受到引力作用,静电力对负电荷先做正功,后做负功,则电势能先减小后增大,D错误。 AD 考向三等分法求匀强电场的电场强度大小和方向 典题6 (多选)(2024广东东莞期末)如图所示的坐标系xOy平面内有一匀强电场,虚线与横坐标轴围成一矩形,其坐标值已标出。已知a点电势为7 V,c点电势为3 V,d点电势为1 V。则下列说法正确的是(　　) A.e点电势为5 V B.电场强度大小为25 V/m C.匀强电场的方向由a指向b D.电子在b点的电势能比在O点少2 eV 解析 由于ae与cd平行且相等,由匀强电场的特点可知φa-φe=φc-φd,解得φe=5 V,故A正确;b是ac连线中点,则b点电势为φb==5 V=φe,则be连线所在的直线为一个等势面,连接eb、aO交于f点,四边形abOe为正方形,则aO⊥eb,可知aO为匀强电场的一条电场线,方向由a指向O,则Uaf=φa-φb=2 V,由几何关系知laf= cm=4 cm,则匀强电场的电场强度大小为E==25 V/m,故B、C错误;O可视为ed的中点,则O点电势为φO==3 V,电子在O点的电势能为EpO=-eφO= -3 eV,电子在b点的电势能为Epb=-eφb=-5 eV,由 Epb-EpO=-2 eV可知,电子在b点的电势能比在O点 少2 eV,故D正确。 考点三 电场线、等势面及运动轨迹问题 强基础•固本增分 几种典型电场的等势面比较 电场 等势面(虚线)图样 特点 匀强电场 垂直于电场线的一簇平面 点电荷的电场 以点电荷为球心的一簇球面 电场 等势面(虚线)图样 特点 等量异种点电荷的电场 两点电荷连线的中垂面为等势面 等量同种正点电荷的电场 在点电荷连线上,中点电势最低;在中垂线上,中点电势最高 研考点•精准突破 1.带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法 (1)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲),从而分析电场方向或电荷的正负。 (2)结合轨迹、速度方向与静电力的方向,确定静电力做功的正负,从而确定电势能、电势和电势差的变化等。 (3)根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况。 2.带电粒子运动轨迹的分析 (1)判断速度方向:带电粒子运动轨迹上某点的切线方向为粒子在该点处的速度方向。 (2)判断静电力(或电场强度)的方向:仅受静电力作用时,带电粒子所受静电力方向指向轨迹的弯曲方向,再根据粒子的正、负判断电场强度的方向。 (3)判断静电力做功的正、负及电势能的增减:若静电力与速度方向成锐角,则静电力做正功,电势能减少;若静电力与速度方向成钝角,则静电力做负功,电势能增加。 考向一等势面的理解与应用 典题7 (多选)(2024广东卷)污水中的污泥絮体经处理后带负电,可利用电泳技术对其进行沉淀去污,基本原理如图所示。涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒分别接电源正、负极,金属圆盘置于容器底部,金属棒插入污水中,形成如图所示的电场分布,其中实线为电场线,虚线为等势面,M点和N点在同一电场线上,M点和P点在同一等势面上。下列说法正确的有(　　) A.M点的电势比N点的低 B.N点的电场强度比P点的大 C.污泥絮体从M点移到N点,电场力对其做正功 D.污泥絮体在N点的电势能比其在P点的大 AC 解析 本题考查电场力的性质和电势能的性质。根据沿着电场线方向电势降低可知M点的电势比N点的低,污泥絮体带负电,根据Ep=qφ可知污泥絮体在M点的电势能比在N点的电势能大,污泥絮体从M点移到N点,电势能减小,电场力对其做正功,故A、C正确;根据电场线的疏密程度可知N点的电场强度比P点的小,故B错误;M点和P点在同一等势面上,则污泥絮体在M点的电势能与在P点的电势能相等,结合A、C选项分析可知污泥絮体在P点的电势能比其在N点的大,故D错误。 考向二立体空间电场的等势面 典题8 (多选)(2023辽宁卷)图甲为金属四极杆带电粒子质量分析器的局部结构示意图,图乙为四极杆内垂直于x轴的任意截面内的等势面分布图,相邻两等势面间电势差相等,则(　　) A.P点电势比M点的低 B.P点电场强度大小比M点的大 C.M点电场强度方向沿z轴正方向 D.沿x轴运动的带电粒子,电势能不变 CD 解析 P点电势比O点电势高,O点电势比M点电势高,故P点电势比M点电势高,选项A错误;相邻两等势面间电势差相等,等势面的疏密程度可以反映电场强度的大小,故P点电场强度大小比M点的小,选项B错误;根据电场强度的叠加,M点电场强度方向沿z轴正方向,选项C正确;沿x轴运动的带电粒子,沿等势面运动,电势能不变,选项D正确。 考向三电场线、等势面及运动轨迹问题 典题9 (2025河北石家庄期中)如图所示,固定于c点的点电荷+Q与无限大接地金属板间会形成某种电场,该电场类似于一对等量异种点电荷所形成的电场,虚线表示其某一等势面。现从金属板表面附近静止释放两个带负电的试探电荷a、b。已知释放时,a、b距离为r,a、c连线与金属板垂直,相距r,不计试探电荷重力。从释放试探电荷到经过虚线位置过程中,下列说法正确的是(　　) A.a的运动轨迹为直线,加速度先减小后增大 B.b的运动轨迹为曲线,与某条电场线重合 C.虚线上某点处切线的垂线都经过点c D.b电荷释放位置的电场强度大小等于,k为静电力常量 D 解析 题图中电场可等效为等量异种点电荷电场的一半,a所在电场线为直线,故受电场力沿直线加速,加速度逐渐增大,A错误;b所在电场线为曲线,电场力沿电场线切线方向,电荷不能沿电场线运动,B错误;经过等势面时,等势面切线的垂线方向即电场方向,由几何关系可知,虚线上某点处切线的垂线并不都经过点c,C错误;根据几何关系可知bc两点间距为2r,由库仑定律得F=,再由电场强度定义得,E=,D正确。 $