10.1 电势能和电势（分层作业）物理人教版必修第三册

10.1 电势能和电势（答案版） 目录 1 一、电场力做功及其特点 1 二、电场力做功与电势能变化的关系 1 三、电势能 1 四、电势 1 2 3 ( 高中物理答疑解题助手 AI 智能体： https://www.coze.cn/store/agent/7615615129367052342?bot_id=true ) 一、电场力做功及其特点 1．【答案】D 2．【答案】C 二、电场力做功与电势能变化的关系 3．【答案】C 4．【答案】D 5．【答案】D 6．【答案】C 三、电势能 7．【答案】A 四、电势 8．【答案】C 9．【答案】C 10．【答案】C 11．【答案】A 12．【答案】（1）-4×10-5J；（2）-20V；（3）-20V 【详解】（1）根据WpA=EpP-EpA=0-EpA 解得EpA=-4×10-5 J （2）根据φA== V=-20 V （3）A点的电势是由电场本身决定的，跟A点是否有电荷存在无关，所以电荷移入电场前，A点的电势仍为-20 V。 13．【答案】（1）正功，A点；（2）负功，A点；（3）离A点 【详解】（1）由题图可知，电场强度的方向为A指向B，根据正电荷所受电场力方向与场强方向相同，由题图可判断知，把正电荷＋q从A点移到B点，电场力做正功；因为沿着电场线方向电势逐渐降低，所以A点电势较高。 （2）根据负电荷所受电场力方向与场强方向相反，由题图可判断知，把负电荷－q从A点移到B点，电场力做负功，但仍然是A点电势较高。 （3）如果这是一个正点电荷电场的电场线，根据正点电荷的电场线是背离电荷本身指向外，可知场源电荷离A点近一些。 14．【答案】A 15．【答案】A 16．【答案】B 17．【答案】A 18．【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）正一价钠离子做减速直线运动，刚好到达B点，即到达B点时速度为零，由动能定理 解得电场强度 （2） 所以 （3）由 则 19．【答案】C 20．【答案】D 22．【答案】A 23．【答案】C 24．【答案】D 25．【答案】BC 26．【答案】AC 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 10.1 电势能和电势（原卷版） 目录 1 一、电场力做功及其特点 1 二、电场力做功与电势能变化的关系 2 三、电势能 3 四、电势 3 5 8 ( 高中物理答疑解题助手 AI 智能体： https://www.coze.cn/store/agent/7615615129367052342?bot_id=true ) 一、电场力做功及其特点 1．如图所示，在场强为E的匀强电场中有相距为L的A、B两点，连线AB与电场线的夹角为θ，将一电荷量为q的正电荷从A点分别沿不同的路径（曲线ADB、直线AB、折线ACB）移到B点，电场力做的功（   ） A．沿曲线ADB时最大 B．沿直线AB时最大 C．沿折线ACB时最大 D．无论哪条路径都相同 2．如图所示，两带电小球，电量分别为+q和﹣q，固定在一长为L的绝缘细杆的两端，置于电场强度为E的电场中，杆与场强方向平行，其位置如图所示。若此杆绕O点垂直于杆的轴转180°角，则过程中电场力做功为（  ） A．0 B．qEL C．2qEL D．4qEL 二、电场力做功与电势能变化的关系 3．在电场中，把一点电荷从A点移到B点，静电力做的功为，以下说法正确的是（　　） A．电荷在A点具有的电势能是 B．电荷在B点具有的电势能是 C．从A移动到B过程中电荷的电势能增加了 D．从A移动到B过程中电荷的电势能减少了 4．正点电荷电场分布如图，该正点电荷电量为Q，则Q在与它相距r处的点所产生的电场强度大小为，A、B、C是电场线上的三个点。正点电荷在静电力作用下，沿电场线由A点运动至B点的过程中，关于电场力对电荷所做的功和电荷电势能的变化，下列说法正确的是（　　） A．电场力做负功 B．电场力先做正功后做负功 C．电荷电势能增加 D．电荷电势能减少 5．某静电除尘器的收尘板AB是很长的条形金属板，工作时收尘板左侧的电场线分布如图所示，一运动的粉尘仅在电场力作用下从M点沿虚线经过P点，最后落在AB上，下列说法正确的是（　　） A．该粉尘带正电 B．粉尘在P点时的速度最大 C．粉尘在M点时的加速度最大 D．粉尘从M点运动到P点的过程中，电势能不断减小 6．如图所示，实线表示某电场的电场线，一带电粒子（不计重力）在该电场中，从点运动到点的运动轨迹为虚线所示，则在粒子从到的过程中，下列说法正确的是（    ） A．粒子带负电 B．粒子在点的加速度小于在点的加速度 C．电场力对粒子做负功 D．粒子的电势能减小 三、电势能 7．点电荷形成的电场中的某一点的电势为10V，如果把一个电荷量的试探电荷放在该点处，那么试探电荷所具有的电势能为（　　） A． B． C． D． 四、电势 8．某电场区域的电场线分布如图所示，A、B、C为电场中的三个点，以下关于各点电场强度大小E、电势判断正确的是（　　） A． B． C． D． 9．反天刀鱼是生活在尼罗河的一种鱼类，沿着它身体的长度方向分布着电器官，这些器官能在鱼周围产生类似于等量异种点电荷形成的电场，其电场线分布如图所示，、、为电场中的三个点，下列说法正确的是（　　） A．鱼的头部带负电，尾部带正电 B．点的电场强度小于点的电场强度 C．点的电势高于点的电势 D．把一个带负电的试探电荷从点移动到点，电场力做负功 10．真空中，等量正点电荷的电场线如图所示，O为两点电荷连线的中点，a、b关于O点对称，规定无限远处的电势为0，下列说法正确的是（　　） A．a、b两点的电场强度相同 B．将正电荷从a点移动到b点，静电力做正功 C．O点电场强度为零 D．O点电势为零 11．如图所示，在等量异种点电荷形成的电场中，是两点电荷连线的中点，、是两点电荷连线中垂线上相对对称的两点，、和、也相对点对称，其中电场强度和电势都相同的点是（　　） A．点和点 B．点和点 C．点和点 D．点和点 12．将一电荷量为的正电荷从无限远处一点P移至电场中某点A，静电力做功。求∶ （1）正电荷在A点的电势能。（取无限远处为电势零点） （2）A点的电势。 （3）正电荷移入电场前A点的电势。 13．如图所示是静电场中的一条电场线以及它上面的两个点A、B。 （1）把正电荷＋q从A点移到B点，电场力做正功还是负功？A、B两点哪一点电势较高？ （2）把负电荷－q从A点移到B点，电场力做正功还是负功？A、B两点哪一点电势较高？ （3）如果这是一个正点电荷电场的电场线，那么场源电荷离A点近一些还是离B点近一些？ 14．下列关于电场强度、电场力做功与电势能的说法，正确的是（　　） A．电场强度的方向就是正电荷在该点所受电场力的方向 B．电场强度越大，电场力对电荷做功一定越多 C．电场力做正功，电荷的电势能一定增加 D．电场中某点的电场强度与试探电荷的电势能有关 15．“空间电场防病促生”技术的基本原理是通过直流电源在悬挂电极和地面之间产生空间电场，其作用之一是加速植物体内带正电的钾、钙离子等向根部聚集，促进植物快速生长。图中实线为该空间电场线的示意图。下列说法正确的是（　　） A．悬挂电极应接电源正极 B．图中所示的、两点场强相同 C．钾、钙离子向根部聚集过程中电势能增大 D．空气中带负电的尘埃微粒（重力不计）都将沿电场线向悬挂电极聚集 16．电泳分离现已成为生物化学、分子生物学、免疫化学等学科中将各种带电物质分离鉴定的重要方法和手段，同一样本槽中不同生物大分子（比如DNA与蛋白质）带电性质及其颗粒大小不同，在电场力作用下从样品槽中出来后的移动速度不同，从而将不同大分子分离（大分子之间的相互作用可以忽略），如图所示为某次实验得到的大分子电泳分离图谱，分析可知，箭头所指的大分子a与大分子b均向右加速运动，下列说法中正确的是（　　） A．大分子a与大分子b均带负电 B．在电泳过程中大分子a的电势能减小 C．减小两极板之间电压，大分子a运动至右侧极板的时间将减小 D．大分子a所在位置电势比大分子b所在位置电势低 17．如图是某款家用空气净化器及其原理示意图，、、为集尘极，、为充电极，集尘极与充电极之间有较大的电压，因此极板间部分空气分子会发生电离。当污浊空气通过滤网后，污浊空气中的尘埃与被电离出的电子结合而带负电，再在电场的作用下附着于集尘极。下列说法正确的是（　　） A．充电极接电源负极，集尘极接电源正极 B．、极板之间的尘埃所受电场力方向向下 C．该款家用空气净化器运用了静电屏蔽的原理 D．在、极板之间运动时，尘埃电势能逐渐增加 18．如图所示，人体的细胞膜由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位），使得只有带特定电荷的粒子才能通过细胞膜进入细胞内。初速度为的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从细胞膜外A点刚好运动到细胞膜内B点。将膜内的电场看作匀强电场，取A点为零势能面，正一价钠离子质量为m，电子电荷量为e，细胞膜的厚度为d。求： (1)膜内匀强电场的电场强度E； (2)钠离子在B点的电势能； (3)B点的电势。 19．（2026·浙江·高考真题）手机电容式触摸屏的核心部件可简化为平行板电容器。当手指靠近触摸屏时，电容器两极板和手指间的电场线分布如图所示。下列说法正确的是（   ） A．A点的电场强度大于B点的电场强度 B．将一电子从A点移到B点，电子的电势能增大 C．极板上表面C点的电势等于下表面D点的电势 D．若电子在E点释放，仅受静电力作用将沿电场线ab运动 20．（2025·浙江·高考真题）一束粒子撞击一静止的金原子核，它们的运动轨迹如图所示。图中虚线是以金原子核为圆心的圆。已知静电力常量，元电荷，金原子序数为79，不考虑粒子间的相互作用，则（　　） A．沿轨迹1运动的粒子受到的库仑力先做正功，后做负功 B．沿轨迹2运动的粒子到达P时动能为零、电势能最大 C．位于图中虚线圆周上的3个粒子的电势能不相等 D．若粒子与金原子核距离为，则库仑力数量级为 22．（2025·贵州·高考真题）如图，M和N是在一直线上相距L的两点，A是MN的中点，直线外的B点与N点相距。在M、N两点分别固定等量的正点电荷q，选取无穷远处为零电势点，设A、B两点的电场强度大小分别为EA、EB，电势分别为φA、φB，则（   ） A．EA < EB，φA > φB B．EA < EB，φA < φB C．EA > EB，φA > φB D．EA > EB，φA < φB 23．（2025·全国卷·高考真题）匀强电场中，一带正电的点电荷仅在电场力的作用下以某一初速度开始运动，则运动过程中，其（　　） A．所处位置的电势一定不断降低 B．所处位置的电势一定不断升高 C．轨迹可能是与电场线平行的直线 D．轨迹可能是与电场线垂直的直线 24．（2025·河北·高考真题）《汉书》记载“姑句家矛端生火”，表明古人很早就发现了尖端放电现象。若带电长矛尖端附近某条电场线如图，则四点中电势最高的是（　　）    A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 25．（2025·天津·高考真题）（多选）如图所示，在一固定点电荷形成的电场中，一试探电荷仅在静电力作用下先后经过a、b两点，图中箭头方向表示试探电荷在a、b两点处的受力方向，则（　　） A．a点电势一定高于b点电势 B．试探电荷与场源电荷电性一定相同 C．a点电场强度一定大于b点电场强度 D．试探电荷的电势能一定先减小后增大 26．（2024·广东·高考真题）（多选）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 2 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 10.1 电势能和电势（解析版） 目录 1 一、电场力做功及其特点 1 二、电场力做功与电势能变化的关系 2 三、电势能 4 四、电势 4 7 11 ( 高中物理答疑解题助手 AI 智能体： https://www.coze.cn/store/agent/7615615129367052342?bot_id=true ) 一、电场力做功及其特点 1．如图所示，在场强为E的匀强电场中有相距为L的A、B两点，连线AB与电场线的夹角为θ，将一电荷量为q的正电荷从A点分别沿不同的路径（曲线ADB、直线AB、折线ACB）移到B点，电场力做的功（   ） A．沿曲线ADB时最大 B．沿直线AB时最大 C．沿折线ACB时最大 D．无论哪条路径都相同 【答案】D 【详解】电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关，所以将一电荷量为q的正电荷从A点分别沿不同的路径（曲线ADB、直线AB、折线ACB）移到B点无论哪条路径电场力做功都相同。 故选D。 2．如图所示，两带电小球，电量分别为+q和﹣q，固定在一长为L的绝缘细杆的两端，置于电场强度为E的电场中，杆与场强方向平行，其位置如图所示。若此杆绕O点垂直于杆的轴转180°角，则过程中电场力做功为（  ） A．0 B．qEL C．2qEL D．4qEL 【答案】C 【详解】细杆转的过程中，正电荷受力的方向向右，位移的方向也向右，电场力对它做正功，电场力对它做功为 负电荷受力的方向向左，位移的方向也向左，电场力对它也做正功，电场力对它做功为 电场力对两小球所做的功 故A、B、D错误，C正确； 故选C。 二、电场力做功与电势能变化的关系 3．在电场中，把一点电荷从A点移到B点，静电力做的功为，以下说法正确的是（　　） A．电荷在A点具有的电势能是 B．电荷在B点具有的电势能是 C．从A移动到B过程中电荷的电势能增加了 D．从A移动到B过程中电荷的电势能减少了 【答案】C 【详解】AB．电势能的数值具有相对性，未选定零电势能点时，无法确定电荷在A点的电势能具体值；同理，无法确定电荷在B点的电势能具体值，故AB错误； CD．静电力做功为，根据 可知电势能增加了，故C正确，D错误。 故选C。 4．正点电荷电场分布如图，该正点电荷电量为Q，则Q在与它相距r处的点所产生的电场强度大小为，A、B、C是电场线上的三个点。正点电荷在静电力作用下，沿电场线由A点运动至B点的过程中，关于电场力对电荷所做的功和电荷电势能的变化，下列说法正确的是（　　） A．电场力做负功 B．电场力先做正功后做负功 C．电荷电势能增加 D．电荷电势能减少 【答案】D 【详解】正电荷所受电场力方向与电场方向相同，所以电荷所受电场力水平向右，又因为电荷向右运动，所以电场力一直做正功，电势能减小，故ABC错误，D正确。 故选D。 5．某静电除尘器的收尘板AB是很长的条形金属板，工作时收尘板左侧的电场线分布如图所示，一运动的粉尘仅在电场力作用下从M点沿虚线经过P点，最后落在AB上，下列说法正确的是（　　） A．该粉尘带正电 B．粉尘在P点时的速度最大 C．粉尘在M点时的加速度最大 D．粉尘从M点运动到P点的过程中，电势能不断减小 【答案】D 【详解】A．根据物体做曲线运动的条件可知，粉尘所受电场力方向指向运动轨迹的凹侧，故该粉尘带负电，故A错误； B．粉尘运动过程中，电场力持续做正功，则粉尘运动至板前速度最大，故B错误； C．根据“电场线的疏密表示场强的大小”可知，在轨迹上M点的场强最小，粉尘在M点时受到的电场力最小，加速度最小，故C错误； D．运动的粉尘仅在电场力作用下从M点沿虚线经过P点，电场力做正功，电势能减小，故D正确； 故选D。 6．如图所示，实线表示某电场的电场线，一带电粒子（不计重力）在该电场中，从点运动到点的运动轨迹为虚线所示，则在粒子从到的过程中，下列说法正确的是（    ） A．粒子带负电 B．粒子在点的加速度小于在点的加速度 C．电场力对粒子做负功 D．粒子的电势能减小 【答案】C 【详解】A．根据曲线运动的受力指向曲线的凹侧可知，粒子受到的电场力与电场强度方向同向，则该粒子带正电，A错误； B．点的电场线比点的电场线密集，则粒子在点受到的电场力比在点大，则粒子在点的加速度大于在点的加速度，B错误； CD．粒子从点运动到点，电场力与速度的夹角为钝角，电场力做负功，则粒子的电势能增大，C正确、D错误。 故选C。 三、电势能 7．点电荷形成的电场中的某一点的电势为10V，如果把一个电荷量的试探电荷放在该点处，那么试探电荷所具有的电势能为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】试探电荷所具有的电势能为 故选A。 四、电势 8．某电场区域的电场线分布如图所示，A、B、C为电场中的三个点，以下关于各点电场强度大小E、电势判断正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】AB．电场线越密集场强越大，则A、B、C三点的电场强度大小关系为，选项AB错误； CD．沿电场线电势降低，则A、B、C三点的电势关系为，选项C正确，D错误。 故选C。 9．反天刀鱼是生活在尼罗河的一种鱼类，沿着它身体的长度方向分布着电器官，这些器官能在鱼周围产生类似于等量异种点电荷形成的电场，其电场线分布如图所示，、、为电场中的三个点，下列说法正确的是（　　） A．鱼的头部带负电，尾部带正电 B．点的电场强度小于点的电场强度 C．点的电势高于点的电势 D．把一个带负电的试探电荷从点移动到点，电场力做负功 【答案】C 【详解】A．由图可知，鱼的头部带正电，尾部带负电，故A错误。 B．电场线的疏密反映场强的大小，由图可知点的电场强度大于点的电场强度，故B错误。 CD．设无穷远处电势为零，等量异种电荷连线中垂线的电势为零，靠近正电荷一侧的点电势大于零，靠近负电荷一侧的点电势小于零，所以点电势高于点电势，点电势也高于点电势，所以把一个带负电的试探电荷从点移动到点，电场力做正功，故C正确，D错误。 故选C。 10．真空中，等量正点电荷的电场线如图所示，O为两点电荷连线的中点，a、b关于O点对称，规定无限远处的电势为0，下列说法正确的是（　　） A．a、b两点的电场强度相同 B．将正电荷从a点移动到b点，静电力做正功 C．O点电场强度为零 D．O点电势为零 【答案】C 【详解】A．a、b两点的电场强度大小相同，方向相反，A错误； B．a、b两点的电势相等，将正电荷从a点移动到b点静电力不做功，B错误； CD．O点电场强度为零，电势大于零，C正确，D错误。 故选C。 11．如图所示，在等量异种点电荷形成的电场中，是两点电荷连线的中点，、是两点电荷连线中垂线上相对对称的两点，、和、也相对点对称，其中电场强度和电势都相同的点是（　　） A．点和点 B．点和点 C．点和点 D．点和点 【答案】A 【详解】ABD．由等量异种点电荷形成的电场的电场线和等势面分布可知， 图中及五个点的电场强度方向都平行向右，大小有 电势有，A正确，B、D错误。 C．的电场强度相同，方向都平行向左，的电势有，故C错误。 故选A。 12．将一电荷量为的正电荷从无限远处一点P移至电场中某点A，静电力做功。求∶ （1）正电荷在A点的电势能。（取无限远处为电势零点） （2）A点的电势。 （3）正电荷移入电场前A点的电势。 【答案】（1）-4×10-5J；（2）-20V；（3）-20V 【详解】（1）根据WpA=EpP-EpA=0-EpA 解得EpA=-4×10-5 J （2）根据φA== V=-20 V （3）A点的电势是由电场本身决定的，跟A点是否有电荷存在无关，所以电荷移入电场前，A点的电势仍为-20 V。 13．如图所示是静电场中的一条电场线以及它上面的两个点A、B。 （1）把正电荷＋q从A点移到B点，电场力做正功还是负功？A、B两点哪一点电势较高？ （2）把负电荷－q从A点移到B点，电场力做正功还是负功？A、B两点哪一点电势较高？ （3）如果这是一个正点电荷电场的电场线，那么场源电荷离A点近一些还是离B点近一些？ 【答案】（1）正功，A点；（2）负功，A点；（3）离A点 【详解】（1）由题图可知，电场强度的方向为A指向B，根据正电荷所受电场力方向与场强方向相同，由题图可判断知，把正电荷＋q从A点移到B点，电场力做正功；因为沿着电场线方向电势逐渐降低，所以A点电势较高。 （2）根据负电荷所受电场力方向与场强方向相反，由题图可判断知，把负电荷－q从A点移到B点，电场力做负功，但仍然是A点电势较高。 （3）如果这是一个正点电荷电场的电场线，根据正点电荷的电场线是背离电荷本身指向外，可知场源电荷离A点近一些。 14．下列关于电场强度、电场力做功与电势能的说法，正确的是（　　） A．电场强度的方向就是正电荷在该点所受电场力的方向 B．电场强度越大，电场力对电荷做功一定越多 C．电场力做正功，电荷的电势能一定增加 D．电场中某点的电场强度与试探电荷的电势能有关 【答案】A 【详解】A．根据电场强度的定义，电场强度的方向与正电荷在该点所受电场力的方向相同，故A正确； B．电场强度越大，表示单位电荷所受电场力越大，但电场力做功还取决于在电场力方向移动的距离，若位移为零或与力垂直，做功为零，故B错误； C．根据功能关系，电场力做正功时，电荷的电势能减少，故C错误； D．电场强度是电场本身的属性，由电场自身决定，与试探电荷的电势能无关，故D错误。 故选A。 15．“空间电场防病促生”技术的基本原理是通过直流电源在悬挂电极和地面之间产生空间电场，其作用之一是加速植物体内带正电的钾、钙离子等向根部聚集，促进植物快速生长。图中实线为该空间电场线的示意图。下列说法正确的是（　　） A．悬挂电极应接电源正极 B．图中所示的、两点场强相同 C．钾、钙离子向根部聚集过程中电势能增大 D．空气中带负电的尘埃微粒（重力不计）都将沿电场线向悬挂电极聚集 【答案】A 【详解】A．根据题意，带正电的钾、钙离子受电场力的方向指向根部，而正电荷所受电场力的方向与电场方向相同，因此电场方向是由悬挂电极指向地面。电场线从正电荷或高电势处出发，终止于负电荷或低电势处，所以悬挂电极应接电源的正极，地面接电源的负极。故A正确； B．电场强度是矢量，图中A、B两点处电场线的切线方向不同，即电场强度的方向不同。因此，A、B两点的电场强度不相同。故B错误； C．钾、钙离子带正电，它们向根部聚集的过程中，电场力方向向下，位移方向也向下，电场力做正功。当电场力做正功时，电荷的电势能减小。故C错误； D．空气中带负电的尘埃微粒受到的电场力方向与电场线方向相反，即指向悬挂电极。但由于电场线是曲线，带电微粒所受电场力的方向是时刻变化的，其运动轨迹不与电场线重合。故D错误。 故选A。 16．电泳分离现已成为生物化学、分子生物学、免疫化学等学科中将各种带电物质分离鉴定的重要方法和手段，同一样本槽中不同生物大分子（比如DNA与蛋白质）带电性质及其颗粒大小不同，在电场力作用下从样品槽中出来后的移动速度不同，从而将不同大分子分离（大分子之间的相互作用可以忽略），如图所示为某次实验得到的大分子电泳分离图谱，分析可知，箭头所指的大分子a与大分子b均向右加速运动，下列说法中正确的是（　　） A．大分子a与大分子b均带负电 B．在电泳过程中大分子a的电势能减小 C．减小两极板之间电压，大分子a运动至右侧极板的时间将减小 D．大分子a所在位置电势比大分子b所在位置电势低 【答案】B 【详解】A．由图可知，电场方向由正极板指向负极板，即电场方向向右。大分子a与大分子b均向右加速运动，说明它们受到的电场力方向向右。根据正电荷受力方向与电场方向相同，负电荷受力方向与电场方向相反，可知大分子a与大分子b均带正电，故A错误； B． 大分子a带正电，在电泳过程中，电场力对大分子a做正功，根据电场力做功与电势能变化的关系，可知大分子a的电势能减小，故B正确； C．减小两极板之间电压，则样品槽两端的电压也会减小，故样品槽之间的电场强度也会减小，根据牛顿第二定律可知，加速度会减小，根据 而样品槽两端的距离不变，故大分子a运动至右侧极板的时间将增大，故C错误； D．沿着电场线方向电势逐渐降低，电场方向向右，大分子a在大分子b的左侧，所以大分子a所在位置电势比大分子b所在位置电势高，故D错误。 故选B。 17．如图是某款家用空气净化器及其原理示意图，、、为集尘极，、为充电极，集尘极与充电极之间有较大的电压，因此极板间部分空气分子会发生电离。当污浊空气通过滤网后，污浊空气中的尘埃与被电离出的电子结合而带负电，再在电场的作用下附着于集尘极。下列说法正确的是（　　） A．充电极接电源负极，集尘极接电源正极 B．、极板之间的尘埃所受电场力方向向下 C．该款家用空气净化器运用了静电屏蔽的原理 D．在、极板之间运动时，尘埃电势能逐渐增加 【答案】A 【详解】A．由尘埃带负电可知，集尘极接电源正极，充电极接电源负极，故A正确； B．电场线从正极板指向负极板，是正极板，是负极板，所以电场线方向由指向，尘埃带负电，其所受电场力方向向上，故B错误； C．该款家用空气净化器运用了静电吸附的原理，故C错误； D．、极板之间的尘埃向极板运动，电势逐渐升高，电势能不断下降，故D错误。 故选A。 18．如图所示，人体的细胞膜由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位），使得只有带特定电荷的粒子才能通过细胞膜进入细胞内。初速度为的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从细胞膜外A点刚好运动到细胞膜内B点。将膜内的电场看作匀强电场，取A点为零势能面，正一价钠离子质量为m，电子电荷量为e，细胞膜的厚度为d。求： (1)膜内匀强电场的电场强度E； (2)钠离子在B点的电势能； (3)B点的电势。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）正一价钠离子做减速直线运动，刚好到达B点，即到达B点时速度为零，由动能定理 解得电场强度 （2） 所以 （3）由 则 19．（2026·浙江·高考真题）手机电容式触摸屏的核心部件可简化为平行板电容器。当手指靠近触摸屏时，电容器两极板和手指间的电场线分布如图所示。下列说法正确的是（   ） A．A点的电场强度大于B点的电场强度 B．将一电子从A点移到B点，电子的电势能增大 C．极板上表面C点的电势等于下表面D点的电势 D．若电子在E点释放，仅受静电力作用将沿电场线ab运动 【答案】C 【详解】A．电场线越密的地方场强越大，电场线越疏的地方场强越小，由图可知，A点的电场强度小于B点的电场强度，故A错误； B．顺着电场线电势逐渐降低，由图可知A点电势低于B点电势，根据可知将一电子从A点移到B点，电子的电势能减小，故B错误； C．同一金属极板上，达到静电平衡后，电势处处相等，则极板上表面C点的电势等于下表面D点的电势，故C正确； D．由于电场线ab是曲线，则若电子在E点释放，仅受静电力作用不可能沿电场线ab运动，故D错误。 故选C。 20．（2025·浙江·高考真题）一束粒子撞击一静止的金原子核，它们的运动轨迹如图所示。图中虚线是以金原子核为圆心的圆。已知静电力常量，元电荷，金原子序数为79，不考虑粒子间的相互作用，则（　　） A．沿轨迹1运动的粒子受到的库仑力先做正功，后做负功 B．沿轨迹2运动的粒子到达P时动能为零、电势能最大 C．位于图中虚线圆周上的3个粒子的电势能不相等 D．若粒子与金原子核距离为，则库仑力数量级为 【答案】D 【详解】A．沿轨迹1运动的粒子受到的库仑力先做负功，后做正功，A错误； B．沿轨迹2运动的粒子因为做曲线运动，则到达P时动能不为零，因距离原子核最近，则电势能最大，B错误； C．位于图中虚线圆周上各点的电势都相等，可知虚线圆周上的3个粒子的电势能相等，C错误； D．若粒子与金原子核距离为，则根据库仑定律可知库仑力 即数量级为，D正确。 故选D。 22．（2025·贵州·高考真题）如图，M和N是在一直线上相距L的两点，A是MN的中点，直线外的B点与N点相距。在M、N两点分别固定等量的正点电荷q，选取无穷远处为零电势点，设A、B两点的电场强度大小分别为EA、EB，电势分别为φA、φB，则（   ） A．EA < EB，φA > φB B．EA < EB，φA < φB C．EA > EB，φA > φB D．EA > EB，φA < φB 【答案】A 【详解】根据，结合矢量合成可知，两电荷在A点产生场强等大反向，所以EA = 0 而两电荷在B点合场强不为零，所以EA < EB 等量同种点电荷的电场分布，如图所示 根据沿着电场线方向电势逐渐降低，可看出φA > φB。 故选A。 23．（2025·全国卷·高考真题）匀强电场中，一带正电的点电荷仅在电场力的作用下以某一初速度开始运动，则运动过程中，其（　　） A．所处位置的电势一定不断降低 B．所处位置的电势一定不断升高 C．轨迹可能是与电场线平行的直线 D．轨迹可能是与电场线垂直的直线 【答案】C 【详解】在匀强电场中，带正电的点电荷所受电场力恒定，方向与电场线方向一致，加速度恒定。分析各选项： A．若初速度方向与电场力方向相反（如初速度向左，电场力向右），电荷会先减速至零再反向加速。在减速阶段，电荷沿电场线反方向运动，电势升高。因此电势不一定一直降低，故A错误； B．若初速度方向与电场力方向相同（如初速度向右，电场力向右），电荷将一直加速，电势不断降低，因此电势不一定升高，故B错误； C．若初速度方向与电场力方向共线（同向或反向），电荷将做匀变速直线运动，轨迹与电场线平行，故C正确； D．若轨迹与电场线垂直，则电荷初速度方向与电场力方向垂直。但电场力大小方向恒定，此时电荷将做类平抛运动，轨迹是曲线，故D错误。 故选C。 24．（2025·河北·高考真题）《汉书》记载“姑句家矛端生火”，表明古人很早就发现了尖端放电现象。若带电长矛尖端附近某条电场线如图，则四点中电势最高的是（　　）    A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 【答案】D 【详解】根据电场线的性质：沿电场线方向，电势逐渐降低。观察图中电场线，可判断电场线方向（假设从电势高处指向低处）。比较a、b、c、d四点，d点位于电场线“上游”，沿电场线方向电势依次降低，即d点电势高于c点，c点高于b点，b点高于a点。因此电势最高的是d点。 故选D。 25．（2025·天津·高考真题）（多选）如图所示，在一固定点电荷形成的电场中，一试探电荷仅在静电力作用下先后经过a、b两点，图中箭头方向表示试探电荷在a、b两点处的受力方向，则（　　） A．a点电势一定高于b点电势 B．试探电荷与场源电荷电性一定相同 C．a点电场强度一定大于b点电场强度 D．试探电荷的电势能一定先减小后增大 【答案】BC 【详解】AB．根据点电荷电场分布特点和试探电荷受力情况，试探电荷轨迹如图所示， 可知，点电荷位于O点，两电荷带同种电荷，由于电性无法判断，所以点电荷周围电场方向无法判断，a点电势和b点电势高低无法判断，故A错误，B正确； C．由于a点离点电荷较近，由可知，a点电场强度一定大于b点电场强度，故C正确； D．由轨迹图可知，电场力方向与运动方向的夹角先为钝角，后为锐角，所以电场力先做负功，后做正功，试探电荷的电势能一定先增大后减小，故D错误； 故选BC。 26．（2024·广东·高考真题）（多选）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 【答案】AC 【详解】AC．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AC正确； B．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； D． 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AC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。 故选AC。 1 / 15 学科网（北京）股份有限公司 $