专题三 电场性质的理解和应用 课时训练 2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

**基本信息** 高中物理电场性质同步练，通过“对点训练（基础概念→复杂分析→功能应用）+综合训练”分层设计，实现从单一知识点到综合应用的进阶，强化物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |对点训练（基础）|电场线、等势线及运动轨迹|多选为主，聚焦电场线疏密与粒子运动关系，夯实物理观念| |对点训练（提升）|复杂电场分析、功能关系应用|结合等势面与电场力做功，培养科学推理能力| |综合训练|电场性质综合应用|含选择与计算题，如匀强电场中粒子直线运动，提升模型建构能力|

专题三　电场性质的理解和应用 课时训练 对点训练 一、选择题: 题组一　电场线、等势线及运动轨迹问题 1.(多选)某带电粒子仅在静电力作用下由A点运动到B点，电场线、粒子在A点的初速度v0及运动轨迹如图所示，可以判定(　　) A.粒子在A点的加速度小于它在B点的加速度 B.粒子在A点的动能小于它在B点的动能 C.粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能 D.电场中A点的电势低于B点的电势 2.(多选)图中实线是一簇竖直的未标明方向的匀强电场的电场线，虚线是一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，且在a点速度方向垂直于电场线，则根据此图可知(　　) A.带电粒子带正电 B.带电粒子在a、b两点的受力方向竖直向下 C.带电粒子在a点的水平速度等于在b点的水平速度 D.带电粒子在a点的速率小于在b点的速率 3.(多选)如图所示，虚线A、B、C表示某电场中的三个等势面，相邻等势面间的电势差相等。一电子从右侧垂直等势面C向左进入电场，运动轨迹与等势面分别相交于a、b、c三点，则可以判断(　　) A.电子由右向左运动的过程中，加速度变大 B.三个等势面的电势大小为φA>φB>φC C.电子由a运动到b静电力做的功大于由b运动到c静电力做的功 D.电子由a运动到c过程中电势能不断增大 4.(多选)如图所示，虚线a、b、c代表电场中一簇等势线，相邻等势线之间的电势差相等，实线为一带正电的质点(重力不计)仅在静电力作用下通过该区域时的运动轨迹，质点先后通过这条轨迹上的P、Q两点，据此可知(　　) A.三条等势线中，a的电势最高 B.带电质点通过P点时的动能比通过Q点时的动能大 C.带电质点通过P点时受到的静电力比通过Q点时受到的静电力大 D.带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大 5.(多选)图中K、L、M为静电场中的3条相距很近的等势线。一带电粒子射入此静电场中后，仅在静电力作用下沿abcde轨迹运动。已知电势φK>φL>φM。下列说法中正确的是(　　) A.粒子带负电 B.粒子在bc段做减速运动 C.粒子在a点比在e点的速率要大 D.粒子从c点运动到d点的过程中静电力做负功 题组二　复杂电场性质的分析 6.如图所示的电场，实线表示电场线。一个初速度为v的带电粒子仅在电场力的作用下从a点运动到b点，虚线表示其运动的轨迹。则(　　) A.粒子带正电 B.粒子受到的电场力不断减小 C.a点电势高于b点电势 D.电场力一直做正功，动能增加 7.位于正方形四角上的四个等量点电荷的电场线分布如图所示，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。则下列说法正确的是(　　) A.P、O两点的电势关系为φP<φO B.P、Q两点电场强度的大小关系为EP<EQ C.若在O点放一正点电荷，则该正点电荷受到的静电力为零 D.若将某一负电荷由P点沿着图中虚曲线移到Q点，静电力做负功 8.(多选)两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示。c是两负电荷连线的中点，d点在正电荷的正上方，c、d到正电荷的距离相等，则(　　) A.a点的电场强度比b点的大 B.a点的电势比b点的高 C.c点的电场强度比d点的大 D.c点的电势比d点的低 题组三　功能关系在电场中的应用 9.如图所示，实线是匀强电场的电场线，带电粒子q1、q2分别从A、C两点以初速度v垂直射入电场，其运动轨迹分别是图中的ABC、CDA。已知q1带正电，不计粒子重力和阻力。则下列说法中正确的是(　　) A.q2也带正电 B.A点的电势低于C点的电势 C.静电力对q1做正功，对q2做负功 D.q1、q2的电势能均减小 10.(多选)如图所示，ABC为等边三角形，电荷量为＋q的点电荷固定在A点。先将一电荷量也为＋q的点电荷Q1从无穷远处(电势为0)移到C点，此过程中，电场力做功为－W。再将Q1从C点沿CB移到B点并固定。最后将一电荷量为－2q的点电荷Q2从无穷远处移到C点。下列说法正确的有(　　) A.Q1移入之前，C点的电势为 B.Q1从C点移到B点的过程中，所受电场力做的功为0 C.Q2从无穷远处移到C点的过程中，所受电场力做的功为2W D.Q2在移到C点后的电势能为－4W 综合训练 一、选择题: 11.(多选)某电场在直角坐标系中的电场线分布情况如图所示，O、M、N为电场中的三个点，则由图可得(　　) A.M点的场强小于N点的场强 B.M点的电势低于N点的电势 C.将一负电荷由O点移到M点电势能增加 D.将一正电荷从O点分别移到M点和N点，电场力做功相同 12.(多选)如图所示，以电荷量为＋Q的点电荷为圆心的圆弧上有A、B、C、D四个点，其中A、C两点连线和B、D两点连线垂直。在点电荷的右侧有一接地金属板MN，点电荷和金属板附近的电场线分布如图。 下列说法正确的是(　　) A.B、D两点的电势相等，场强大小相等 B.A点的场强小于C点的场强，A点的电势高于C点的电势 C.将一个试探电荷由A点移到C点，电场力做功为零 D.将一个带正电的不计重力的粒子从B点由静止释放，粒子将沿电场线运动 二、计算题: 13.如图所示的匀强电场，等势面是一簇互相平行的竖直平面，间隔均为d，各等势面电势已在图中标出，现有一质量为m的带电小球以速度v0、方向与水平方向成45°角斜向上射入电场，要使小球做直线运动，求： (1)小球应带何种电荷及其电荷量； (2)小球受到的合外力的大小； (3)在入射方向上小球运动的最大位移xm。(电场足够大) 参考答案： 1.答案　AB解析　由电场线的疏密可知电场强度EB>EA，由a＝知粒子的加速度aB>aA，A正确；由粒子运动轨迹的弯曲情况可知粒子由A点运动到B点静电力做正功，动能增大、电势能减小，即EkB>EkA，EpB<EpA，B正确，C错误；根据粒子的运动轨迹弯曲情况及电场线的方向，可知粒子带正电，又因为φ＝，EpB<EpA，所以φB<φA，D错误。 2.答案　BCD解析　假定粒子由a到b运动，由图可知，粒子偏向下方，则说明粒子在a、b两处所受的电场力方向竖直向下，由于不知电场线方向，故无法判断粒子电性，故A错误，B正确；由于在a、b两处所受的电场力方向竖直向下，所以带电粒子的运动可分解为在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀变速直线运动，带电粒子在a点的水平速度等于在b点的水平速度，故C正确；粒子从a到b运动的过程中，电场力做正功，粒子速率增大，假定粒子由b到a运动，可得到同样的结论，所以带电粒子在a点的速率小于在b点的速率，故D正确。 3.答案　AD解析　等差等势面越密集的区域电场强度越大，故电子由右向左运动的过程中，静电力变大，加速度变大，故A正确；电场强度方向与等势面垂直，静电力方向指向曲线轨迹的内侧，故静电力方向指向右侧，电场线方向指向左侧，而沿着电场线方向电势降低，故φC>φB>φA，故B错误；因为相邻等势面间的电势差相等，即UAB＝UBC，由W＝qU知，电子由a运动到b静电力做的功等于由b运动到c静电力做的功，故C错误；电子由a运动到c的过程中不断克服静电力做功，故电势能不断增大，故D正确。 4.答案　BC解析　根据轨迹弯曲的方向以及电场线与等势线垂直可知，三条等势线中a的电势最低，故A错误；带电质点从P点运动到Q点的过程中，静电力做负功，带电质点的电势能增大，动能减小，则带电质点通过P点时的动能比通过Q点时的动能大，在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能小，故B正确，D错误；根据电场线的疏密程度可知，P点的电场强度大于Q点的电场强度，则带电质点在P点受到的静电力大于在Q点受到的静电力，故C正确。 5.答案　AB解析　已知电势φK>φL>φM，可知电场线的方向大致向右，由轨迹弯曲方向可知，粒子所受的静电力方向大致向左，故粒子带负电，A正确；粒子所受的静电力方向大致向左，故从b运动到c静电力对粒子做负功，粒子动能减小，做减速运动，故B正确；a与e处于同一等势面上，电势相等，粒子在这两点的电势能相等，根据能量守恒定律知，粒子速率也相等，故C错误；粒子所受的静电力方向大致向左，所以粒子从c点运动到d点的过程中，静电力做正功，故D错误。 6.答案　C解析　由轨迹弯曲方向可判断出电场力方向，电场力方向指向弧内，则粒子带负电，A项错误；电场线的疏密代表电场的强弱，从a到b电场线先变密，后变疏，场强先变大后变小，则粒子受到的电场力先变大后变小，B项错误；沿着电场线方向电势降低，则a点电势高于b点电势，C项正确；电场力方向与速度方向夹角大于90°，一直做负功，动能减小，D项错误。 7.答案　C解析　由电场线分布可知，ab、cd为等势面，且电势相等，EP>EQ，A、B均错误；P、Q等电势，所以把负电荷从P点沿图中虚曲线移到Q点静电力做功为零，D错误；由对称性可知，EO＝0，因此C正确。 8.答案　ACD解析　电场线的疏密反映电场强度的大小，因此a点的场强比b点的场强大，A正确；顺着电场线的方向电势逐渐降低，因此b点电势比a点电势高，B错误；两个负电荷在c点产生的电场的合场强为零，而在d点产生的电场场强方向向下，正电荷在c、d两点产生电场的场强大小相等、方向相反，由电场的叠加可知，c点场强比d点场强大，C正确；在正电荷的电场中，c、d两点的电势相等，而在负电荷的电场中离负电荷越远电势越高，因此c、d两点在三个点电荷产生的电场中电势的代数和d点比c点高，D正确。 9.答案　D解析　做曲线运动的粒子受力指向轨迹内侧，所以q1受到的静电力方向向右，而q1带正电，可得出电场线方向向右。q2受到的静电力方向向左，电场线方向向右，故q2带负电，A错误；沿电场方向电势降低，电场方向向右，所以A点电势高于c点电势，故B错误；带电粒子做类平抛运动，静电力对两个粒子均做正功，电势能均减少，故C错误，D正确。 10.答案　ABD解析　根据电场力做功与电势能的变化关系知Q1在C点的电势能Ep＝W，根据电势的定义知C点电势φ＝＝，A正确；在A点的点电荷产生的电场中，B、C两点处在同一等势面上，Q1从C移到B的过程中，电场力做功为0，B正确；单独在A点固定电荷量为＋q的点电荷时，C点电势为φ，单独在B点固定点电荷Q1时，C点电势也为φ，两点电荷都存在时，C点电势为2φ，Q2从无穷远移到C点时，具有的电势能Ep′＝－2q×2φ＝－4 W，电场力做功W′＝－Ep′＝4W，C错误，D正确。 11.答案　BC解析　M点的电场线较N点密集，故M点的场强大于N点的场强，故A错误；顺着电场线电势降低，故M点的电势低于N点的电势，故B正确；O点电势高于M点电势，故将一负电荷由O点移到M点电势能增加，故C正确；M点的电势低于N点的电势，故OM与ON之间的电势差不相等，故将一正电荷从O点分别移到M点和N点，电场力做功不相同，故D错误。 12.答案　AB解析　根据对称性，B、D两点的电势相等，场强大小相等，A正确；电场线的疏密反映了场强的大小，由图可知，A点的场强小于C点的场强，由于正电荷与C点之间电场线密集，电势降落的快，而正电荷与A点间电场线稀疏，电势降落的慢，因此C点电势低于A点电势，B正确；由于A、C两点电势不等，因此将一个试探电荷由A点移到C点，电场力做功不为零，C错误；将一个带正电的不计重力的粒子从B点由静止释放，由于电场线是弯曲的，因此粒子不会沿电场线运动，D错误。 13.答案　(1)正电荷　　(2)mg　(3) 解析　(1)作电场线如图(a)所示。 (a) 由题意知，只有小球受到方向向左的静电力，静电力和重力的合力与初速度才可能在一条直线上，如图(b)所示。只有当F合与v0在一条直线上才可能使小球做直线运动，所以小球带正电，小球沿v0方向做匀减速直线运动。由图(b)知qE＝mg，相邻等势面间的电势差为U，所以E＝，所以q＝＝。 (2)由图(b)知，F合＝＝mg。 (b) (3)由动能定理得－F合xm＝0－mv， 所以xm＝＝。 学科网（北京）股份有限公司 $