第25讲 静电场中能的性质（专项训练）（全国通用）2027年高考物理一轮复习讲练测

**基本信息** 聚焦静电场能的性质，以题型为纲构建从基础概念到综合应用的知识逻辑链，通过分层演练落实物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |模拟·基础演练|18题|围绕电势、电势能、电势差、等势面基础概念，通过点电荷、匀强电场等模型考查大小比较与判断|从电场力做功切入，构建电势能与电势关系，推导电势差与场强关联，形成概念-规律-应用逻辑| |重难·创新演练|6题|结合高铁绝缘节、导电玻璃等实际情境，考查等势面分布与电场性质综合分析|以等势面为纽带，联系电场线分布、场强方向及电势能变化，体现科学探究与模型建构| |真题·实战演练|4题|高考真题聚焦平行板电容器、金属板电场等高频考点，强化场强与电势定量计算|整合匀强电场公式应用与曲线运动分析，落实能量观念与科学论证|

第25讲 静电场中能的性质 目录 模拟·基础演练 1 题型01 电势与电势能大小的判断 1 题型02 电势差与电场强度大小的计算 5 题型03 等势面特点的综合应用 10 重难·创新演练 15 真题·实战演练 19 模拟·基础演练 考查重点：电势、电势能、电势差和等势面。 ⏳题型01 电势与电势能大小的判断 1．（2026·云南昆明·模拟预测）如图所示，M、N是真空中一条直线上的两点，O点为M、N的中点，直线MN外存在一点电荷（图中未画出）。将电荷量为的试探电荷从无穷远处（电势为0）沿直线经M点、O点移动到N点，电场力做正功。已知M点和O点电势相等。下列说法正确的是（    ） A．N点的电势为 B．O点的电势高于N点的电势 C．试探电荷沿直线从M点移动到N点的过程中，电势能先减小后增大 D．试探电荷沿直线从M点移动到N点的过程中，电场力做的总功为正功 【答案】C 【详解】A．根据电场力做功与电势差的关系，试探电荷从无穷远移动到N点，总电场力做功满足 得，故A错误； B．已知M、O电势相等，说明M、O到场源点电荷的距离相等，因此场源一定在MO的垂直平分线上（MN直线外）。由，说明场源是负电荷。点电荷的电势满足 时，离场源越远（越大），电势越高。N到场源的距离大于O到场源的距离，因此，故B错误； C．场源在MN外MO的垂直平分线上，MN直线到场源的垂足落在M、O之间：试探电荷沿MN从M到N的过程中，到场源的距离先减小，后一直增大。负电荷电场中，电势随距离场源减小而降低，结合、，电势能变化和电势变化一致，因此电势能先减小后增大，故C正确； D． 从M到N，电场力总功 已知，因此，总功为负，故D错误。 故选C。 2．（2026·浙江·二模）如图为孤立点电荷和金属板间的电场线分布。下列说法正确的是（    ） A．C点场强比D点大 B．金属板上表面的A点电势比B点低 C．外力作用下，电子从C点移到D点电势能一定减小 D．电子从F点释放，仅受电场力作用将沿电场线运动到E点 【答案】C 【详解】A．C点比D点离点电荷远，D点电场线密，场强大，A错误； B．金属板上表面是等势体，A、B两点电势相同，B错误； C．D 点离点电荷更近，因此C点电势低于D 点电势。电子带负电，在电势高的地方电势能低，电势低的地方电势能高。电子从C点移到D点，电势能减小，C正确； D．电子将沿力的方向运动，不会沿电场线运动，D错误。 故选C。 3．（25-26高三下·重庆九龙坡·模拟预测）如图所示，两个电量为的点电荷和一个电量为的点电荷附近的电场线分布如图所示，d是两负电荷连线的中点，c、d两点到中间负电荷的距离相等，则（　　） A．c点电势高于d点 B．b点与e点的电场强度相同 C．将某正试探电荷从a点运动到b点过程中电场力做负功 D．某负试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能 【答案】A 【详解】A．电场线方向是电势降低的方向，从电场线分布可知，c点所在的等势面电势高于d点，故A正确； B．b、e两点关于连线上下对称，沿电场方向的切线方向为电场的方向，所以b、e两点的电场强度大小相同，方向不同，故B错误； C．从a点移到b点，电势降低，正电荷的电势能减小，所以从a点移到b点电场力对该电荷做正功，故C错误； D．a点电势比b点高，所以负电荷在a点电势能比b点小，故D错误。 故选A。 4．（2026·黑龙江辽宁·二模）类比于磁通量的定义，静电场中的电通量定义为。在某点电荷Q的电场中，有以Q为球心，半径分别为和的两个球面（），关于两球面的电势、场强E和电通量的大小，以下选项正确的是（　　） A．若Q为正电荷，则、、 B．若Q为正电荷，则、、 C．若Q为负电荷，则、、 D．若Q为负电荷，则、、 【答案】C 【详解】三个物理量的判断依据分别为：点电荷场强大小：，场强大小与成反比；电势：沿电场线方向电势降低，正电荷电场线向外辐射，负电荷电场线向内汇聚；电通量：基于题干定义 ：半径为r的球面面积S=4πr2，球面上的场强，故电通量 其大小与半径r无关，因此包围点电荷的同心球面的电通量仅与内部电荷量有关，与球面半径无关。 AB．若Q为正电荷，r越小电势越高、场强越大，则、正确，但两球面电通量与半径无关，应该相等，即，故AB错误； CD．若Q为负电荷，电场线指向Q，沿电场线电势降低，故；由得；两球面包围电荷量相同，电通量相等，故C正确，D错误。 故选C。 5．（2026·重庆·三模）如图所示，BCGF是两个完全相同的正方体的公共面，B、C两点分别固定有两个等量正点电荷，M、N分别是棱EH、IJ的中点。已知点电荷在其周围某点产生的电势（其中k为静电力常量，q为点电荷的电荷量，r为该点到点电荷的距离），则下列说法正确的是（    ） A．M点与N点的电势相等 B．M点与N点的电场强度相同 C．负试探电荷在M点的电势能大于其在N点的电势能 D．沿FG连线移动一正试探电荷，电场力对该试探电荷始终不做功 【答案】A 【详解】A．电势是标量，满足算术法则，由对称性可知，到、的距离与到、的距离相等，根据 可知，故A正确； B．M点与N点位于B、C两点处两个等量正点电荷的中垂面上，电场强度是矢量，根据等量正点电荷周围电场线分布规律，M点与N点的电场强度大小相同，方向不同，因此电场强度不同，故B错误； C．负试探电荷电势能 因为， 所以，故C错误； D．沿连线上不同位置到、的距离不同，根据等量正点电荷周围电势分布规律，电势沿连线是变化的，移动正试探电荷时，电势能变化，电场力做功，故D错误。 故选A。 6．（2026·山西临汾·二模）如图所示，点电荷A、B的电荷量均为+Q，C、D的电荷量均为-Q，它们处在一个矩形的四个顶点上。它们产生静电场的等势线如图中虚线所示。abcd位于一个正方形的四个顶点，与ABCD共面，O为正方形与矩形的中心，则（　　） A．b、d两点场强相等，电势相等 B．b、d两点场强不相等，电势相等 C．将某一正电荷q沿正方形路径a→b→c移动，电场力先做正功，后做负功 D．将某一正电荷q沿正方形路径a→b→c移动，电场力先做负功，后做正功 【答案】D 【详解】AB．由图及对称性可知，、两点关于中心对称，场强大小相等，点靠近正电荷、，电势为正，点靠近负电荷、，电势为负，故电势不相等，故AB错误； CD．、两点位于连线与连线的中垂线上，根据等量异种电荷电场分布规律，该中垂线为零势线，即，而点靠近正电荷，电势。将正电荷从移到，电势升高，电势能增加，电场力做负功；从移到，电势降低，电势能减小，电场力做正功，故C错误D正确；故选D。 ⏳题型02 电势差与电场强度大小的计算 7．（2026·河南驻马店·三模）如图所示，边长为10 cm的正三角形处在匀强电场中，三角形平面与电场平行，、两点将边三等分，、两点将边三等分；将一个电子从点移到点和从点移到点电场力做功相同。已知点电势为，点电势为，则下列判断正确的是（     ） A．点电势比点电势高 B．点电势为 C．电子从到电场力做功为 D．匀强电场的电场强度大小为 【答案】D 【详解】A．根据题意可知，电子从移到和从移到电场力做功相同，根据 可得 根据 可知点和点电势相等，故A错误； BC．点和点电势相等，由于与平行，则点和点电势相等，依题意可知 又 根据等分法可得 所以 则电子从点到点电场力做功，故BC错误； D．点到边的距离 匀强电场的电场强度，故D正确。 故选D。 8．（25-26高三下·陕西西安·期中）如图甲所示，点电荷q1固定在A点，点电荷q2固定在B点，A、B之间的距离为r1，现把点电荷q2，从B点移到C点，A、C之间的距离为r2，图乙是点电荷q1、q2之间的库仑力F随距离r的变化图像，已知图像下面阴影部分曲边梯形的面积为S，则B、C之间电势差为UBC为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】图像下面阴影部分曲边梯形的面积的物理意义代表点电荷从到运动过程中库仑力所做的功，电荷从到克服电场力做功，即电场力做负功，可得 因为 所以 故选D。 9．（2026·重庆大足·模拟预测）如图所示，、、、为椭圆上的4个顶点，为中心；半短轴长，半长轴；空间有一方向与椭圆所在平面平行的范围足够大的匀强电场（图中未画出）。已知三点的电势分别为、。下列判断正确的是（     ） A．椭圆中心点的电势为 B．电场强度的大小为 C．一电子沿长轴运动，电场力先做负功后做正功 D．一电子在点的电势能为 【答案】B 【详解】A．匀强电场中，沿同一直线上电势的变化是均匀的，因为关于点对称，有，故A错误； D．因关于点对称，同理有 代入数据可得 则电子在点的电势能为，故D错误； B．因，则三点电势相等，即长轴是一条等势线，而电场线垂直于等势线，所以电场线方向沿方向，有 电场强度的大小为，故B正确； C．因是一条等势线，则电子沿运动时，电势能不变，电场力不做功，故C错误。 故选B。 10．（2026·河南开封·模拟预测）如图所示，一匀强电场平行于矩形，其中，。一电子从点运动到点，静电力做功为；再从点运动到点，静电力做功为。已知点的电势为零，下列说法正确的是（　　） A．点的电势为 B．电子在点时电势能为 C．电场强度的大小为 D．电场强度的方向从点指向点 【答案】B 【详解】A．根据电场力做功与电势差的关系有 可得 同理 可得 已知点的电势为零，可得， 在匀强电场中，平行线段两端电势差相等，即 可得 可得点的电势为，故A错误； B．电子在点时电势能为，故B正确； C．将电场强度分解为沿 cb 方向（水平）和沿 dc 方向（竖直）。 水平方向分场强 竖直方向分场强 合场强，故C错误； D．连线与水平方向夹角满足 设电场方向与水平方向夹角为，有 可知电场强度方向不从点指向点，故D错误。 故选B。 11．（2026高三·全国·模拟预测）如图所示，一正四面体置于匀强电场中，A、B、C、D分别是正四面体的四个顶点，正四面体的棱长为L，E、F、G、H为棱AB、AC、AD、BC的中点，电势分别为2φ、4φ、2φ、6φ，下列说法正确的是（　　） A．A点电势为3φ B．C点电势为4φ C．BDF所在的平面为等势面 D．匀强电场的电场强度大小为 【答案】C 【详解】AB．利用匀强电场中线段中点电势等于两端点电势的平均值这一规律，设四个顶点电势为，根据题意列方程是中点 即 是中点 即 是中点 即 是中点 即 联立解得，，， 故AB错误； C．电势为，电势题目给出为，三个不共线点电势相等，因此所在平面为等势面，故C正确； D．由上述分析，等势面垂直于，电场沿方向，电势差大小为，长度为，因此场强，故D错误。 故选C。 12．（2026·湖北随州·三模）如图所示，xOy平面内存在一匀强电场，点、、位于匀强电场内，三点的电势分别为、、。关于该匀强电场的电场强度大小和方向，下列说法正确的是（　　） A．电场强度大小为，与x轴正方向的夹角θ满足 B．电场强度大小为，与x轴正方向的夹角θ满足 C．电场强度大小为，与x轴正方向的夹角θ满足 D．电场强度大小为，与x轴正方向的夹角θ满足 【答案】C 【详解】因间的距离为间距离的两倍，根据匀强电场的特性，可知 解得根据结合沿电场线方向电势降低，可知电场强度沿方向的分量方向竖直向上，大小为电场强度沿方向的分量方向水平向右，大小为 故电场强度大小为设电场与轴正方向夹角为，则故选C。 ⏳题型03 等势面特点的综合应用 13．（2026·河南·三模）等量正点电荷的电场线（实线带箭头表示）及等差等势面（虚线表示）分布图如图所示。将一带正电的试探电荷从点沿直线经、移动到点，、、、均在等势面上。取无限远处的电势为零，则（　　） A．从点沿直线到点运动过程中电势不变 B．点的电场强度大小比点的大 C．该试探电荷在点的电势能比在点的大 D．、间的电势差比、间的电势差大 【答案】B 【详解】A．沿电场线方向电势降低，且电场线与等势面垂直，离正电荷越近电势越高。从点沿直线到点，电势先升高后降低，并非不变，故A错误； B．电场线的疏密表示电场强度的大小。由图可知，a点处的电场线比点处的电场线密集，所以点的电场强度大小比点的大，故B正确； C．由图可知点和点在同一等势面上，电势相等，根据电势能公式，电势能相等，故C错误； D．图中虚线为等差等势面，b、间与、间均为相邻等势面，所以、间的电势差等于、间的电势差，故D错误。 故选B。 14．（2026·河南安阳·三模）某电场的等差等势线分布如图中的实线所示。一带正电的试探电荷射入电场中，虚线为其运动轨迹，a、b、c为运动轨迹与等势线的交点。已知试探电荷仅受静电力作用，下列说法正确的是（　　） A．b点的电势低于c点的电势 B．试探电荷从a点运动到c点，电势能先增大后减小 C．试探电荷在a点时的加速度小于在c点时的加速度 D．试探电荷在a点时的速度小于在c点时的速度 【答案】A 【详解】A．根据曲线运动条件可知，带正电的试探电荷受到的静电力在曲线凹侧，可知电场线方向也指向曲线凹侧，随着电场线方向电势降低，可知b点的电势低于c点的电势，故A正确； B．试探电荷从a点运动到c点，电势先减小后增大，根据可知，电势能先减小后增大，故B错误； C．等差等势线越密，场强越大，图像可知a点处等差等势线比c处密集，可知a点场强大于c点场强，则试探电荷在a点受到的静电力F比b大，根据可知，试探电荷在a点时的加速度比b大，故C错误； D．题图可知ac在同一等势面上，其电势差为0，根据动能定理有 可知动能变化量为0，因此试探电荷在这两点的动能相同，则速度大小也相同，故D错误。 故选A。 15．（2026·湖南张家界·二模）某静电场的等差等势面分布如图所示，一带正电的粒子仅在电场力作用下运动，轨迹如图中虚线所示，a、b为轨迹上的两点，已知等势面的电势，下列说法正确的是（　　） A．电场强度的方向垂直等势面由指向 B．粒子在a点的加速度大于在b点的加速度 C．粒子在a点的电势能大于在b点的电势能 D．粒子在a点的动能大于在b点的动能 【答案】C 【详解】A． 粒子仅受电场力，轨迹的凹侧为电场力方向，由图中轨迹弯曲方向可知，电场力方向竖直向下；粒子带正电，电场强度方向与电场力方向一致，也竖直向下。 电场强度方向由高电势指向低电势，因此电势满足 ，电场方向是由指向，A错误； B．等差等势面的疏密程度反映电场强度大小：等势面越密，场强E越大。由图可见，b点等势面更密集，a点更稀疏，因此​。 根据牛顿第二定律，加速度​，所以 ，B错误； C．粒子带正电，电势能，，电势越高电势能越大。 点所在等势面电势高于点（），因此粒子在点的电势能大于点，C 正确； D．粒子仅受电场力，动能和电势能之和守恒。点电势能更大，因此点动能更小，所以粒子在点的动能小于点动能，D 错误。 故选 C。 16．（2025·湖北·模拟预测）已知一个点电荷与无限大金属板间的电场与等量异种点电荷连线中垂线一侧的电场分布相同。如图所示，无限大接地金属板的垂线上、、三点恰将均分为四段，每段长度均为。在点固定一电荷量为的正点电荷，虚线分别为过、、三点的等势线，实线为某试探电荷仅在电场力作用下运动的轨迹，轨迹与等势线分别交于、、、、点。当该试探电荷运动到点时，其电势能、动能。已知单个点电荷周围某点的电势，为该点到点电荷的距离。下列说法正确的是（　　） A．该试探电荷分别从到和从到的运动过程中，电场力做的功相等 B．该试探电荷带正电 C．该试探电荷运动到点时的动能为 D．点的场强大小为 【答案】C 【详解】A．根据等量异种点电荷电场分布特点，可知ef平均场强大于fc平均场强，根据 可知ef间电势差大于fc间电势差，根据电场力做功 可知该试探电荷分别从e到f和从f到c的运动过程中，电场力做的功不相等，故A错误； B．根据等量异种点电荷电场分布特点，电场线方向指向MN，做曲线运动的物体合力指向轨迹凹侧，可知c点的电场力向右，故粒子带负电，故B错误； C．设电荷带电量为，根据题意有 在f点有 联立解得 根据能量守恒有 代入数据解得，故C正确； D．根据电场叠加可知b点场强，故D错误。 故选C。 17．（25-26高三上·河北石家庄·模拟预测）水平直线上有A、B、C三点，在B、C两点各固定一点电荷，电荷量分别为和，周围的等势面分布示意图如图所示。在A点固定一根竖直光滑绝缘细杆，一带正电的小环（重力不可忽略）套在细杆上从D点无初速度释放到达A点。下列说法正确的是（　　） A．小环在D点与在A点所受电场力的方向相同 B．小环运动到A点时的加速度大于重力加速度 C．小环在D点的电势能小于在A点的电势能 D．小环最终以A点为中心做往复运动 【答案】C 【详解】A．等量异种电荷的电场线分布如图所示 由图可知小环在D点与在A点的电场强度方向不同，则所受电场力的方向不同，故A错误； B．在A点，电场力水平向左，竖直方向只受重力，根据牛顿第二定律可知加速度，故B错误； C．小环带正电，由等势线可知 根据电势能，可知，故C正确； D．小环在运动过程中受重力作用会继续向下加速，不会以A为中心做往复运动，故D错误。 故选C。 18．（2025·浙江嘉兴·一模）如图所示为一带正电导体周围的电场线及等势线分布。A、B、C为电场中的三个点。则（　　） A．电场强度EA>EB>EC B．电势 C．从A到B和从A到C，电场力对电子做功相等 D．在A点静止释放的电子将沿其所在电场线运动到金属表面 【答案】C 【详解】A．根据题图中等势面和电场线的疏密程度可知，A、B、C三点的场强大小关系为，故A错误； B．由于带正电，离导体越近的等势面电势越高，所以A、B、C三点的电势关系为，故B错误； C．根据，由于A到B的电势差等于A到C的电势差，所以从A到B和从A到C，电场力对电子做功相等，故C正确； D．由于A点所在电场线不是直线，所以在A点静止释放的电子不会沿其所在电场线运动到金属表面，故D错误。故选C。 重难·创新演练 设题创新:结合列出绝缘节(T19);结合新型导电玻璃(T20);结合细胞仪对细胞进行分类收集(T21);结合约瑟夫森结(T22);结合实心不锈钢椭球体置于电场中静态平衡(T23);结合毛细管电泳技术(T25)考查电势、电势能、等势面等概念 19．（2026·黑龙江哈尔滨·三模）截至2025年底，中国高铁里程达到5万公里。高铁站内两段水平钢轨连接处设置有8mm厚的机械绝缘节，起着电气绝缘和机械连接的作用，拉开后各部分如图甲所示。某次列车经过绝缘节时，钢轨A、B之间产生了约为60V的电势差，此时绝缘节顶部空间的等势面分布如图乙所示，其中c点位于绝缘节正上方，下列说法正确的是（　　） A．a点的电势低于b点 B．负电荷在a点的电势能比在c点大 C．c点电场强度方向沿着x轴负方向 D．绝缘节顶部的电场强度约为 【答案】C 【详解】A．由图乙可知，a与b点位于同一条等势线上，故a点的电势与b点相等，A错误； B．由图乙可知，a点电势比c点高，则负电荷在a点电势能比在c点小，B错误； C．由图乙可知，c点场强方向与等势线垂直并指向低电势处，则c点场强方向沿着轴负方向，C正确； D．钢轨、间距的绝缘节厚度 总电势差 绝缘节顶部的场强约为，D错误。故选C。 20．（25-26高三下·天津和平·模拟预测）宝安湾区书城球形报告厅的玻璃幕墙采用新型导电玻璃制作，兼具装饰与防静电功能，在雷雨天气中，玻璃幕墙因上方带负电的云层引起静电感应而带电。玻璃幕墙表面A、B两点位置如图所示（A点更靠近云层）。关于玻璃幕墙下列说法正确的是（　　） A．玻璃幕墙靠近云层端带正电荷 B．A点的电势高于B点的电势 C．云层的电势高于玻璃幕墙的电势 D．负电荷从云层移动到A点，电势能增大 【答案】A 【详解】A．静电感应使导体中电荷重新分布，云层带负电，靠近云层端玻璃幕墙带正电荷，故A正确； B．幕墙是导体，因导体中电荷会根据外部电场重新分布，直至导体中电势处处相等，故A点电势等于B点，故B错误； C．电场线从玻璃幕墙指向云层（负电荷），电势沿电场线降低，故玻璃幕墙的电势高于云层的电势，故C错误； D．电子带负电，由于云层的电势低于A点的电势，根据可知，负电荷从云层移动到A点，电势能减小，故D错误。故选A。 21．（2026·江西·模拟预测）如图为某款细胞仪对细胞进行分类收集的原理图。含有不同类型细胞的小液滴从喷嘴喷出后穿过激光束、充电环时被充电，不同类型的细胞分别带上正、负电荷，在电极板间水平向右的匀强电场中发生偏转，最终被分别收集在、收集管中。下列说法正确的是（　　） A．带正电荷细胞的液滴会被收集在收集管中，且在电极板间运动的过程中，电势能增加 B．带正电荷细胞的液滴会被收集在收集管中，且在电极板间运动的过程中，电势能增加 C．带负电荷细胞的液滴会被收集在收集管中，且在电极板间运动的过程中，电势能减小 D．带负电荷细胞的液滴会被收集在收集管中，且在电极板间运动的过程中，电势能减小 【答案】D 【详解】AB．带正电荷细胞的液滴进入向右的匀强电场中受到向右的电场力，则向右偏转，落入A收集管中，电场力做正功，电势能减小，故AB错误； CD．带负电荷细胞的液滴进入向右的匀强电场中受到向左的电场力，则向左偏转，落入B收集管中，电场力做正功，电势能减小，故C错误，D正确。 故选D。 22．（2026·安徽合肥·三模）量子计算是新一轮科技革命的核心领域，超导量子干涉器件（SQUID）是构建量子计算机的关键元件。在SQUID的约瑟夫森结附近，会形成一种特殊的非匀强电场。如图所示，虚线a、b、c、d为该电场在纸面内的等差等势面，实线为一电子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N是轨迹与等势面a、c的交点。下列说法正确的是（　　） A．等势面a的电势低于等势面c的电势 B．电子在M点的加速度小于其在N点的加速度 C．电子在M点的电势能大于其在N点的电势能 D．电子从M点运动到N点的过程中，电场力对其做负功 【答案】D 【详解】A．从电子运动的轨迹和等势面的分布可以判断，电子在N点受到的电场力向左，因此电场线向右，即电场线垂直等势面从a指向d，可知等势面a的电势高于等势面c的电势，故A错误； B．等差等势面越密场强越大，因此M点场强大于N点场强，根据可知，电子在M点的加速度大于其在N点的加速度，故B错误； CD．由A选项可知，M点电势高于N点电势，又因为电子带负电，因此电子在M点的电势能小于其在N点的电势能，且电子从M点运动到N点的过程中，电场力对其做负功，故C错误、D正确。 故选D。 23．（2026·河北保定·二模）将一个图甲所示不带电的实心不锈钢椭球体置于电场中，静电平衡后，在某截面内的电场线和等势线分布如图乙所示，P、Q在椭球体的表面。下列说法正确的是（　　） A．P 处带正电 B．P处的电势高于Q处的电势 C．椭球体内部场强方向指向中心 D．A点的电势高于B 点的电势 【答案】D 【详解】A．不锈钢是导体，内部有自由电子。根据图乙，外部电场线方向大致从左向右。自由电子在电场力作用下会逆着电场线方向移动，即向左移动。因此，电子会在椭球体的左侧（P点附近）聚集，使得P点附近感应出负电荷。相应地，右侧（Q点附近）会因失去电子而感应出正电荷。所以P处应带负电。故A错误。 B．当一个导体处于静电平衡状态时，整个导体是一个等势体，其表面是一个等势面。这意味着导体上所有点的电势都相等。因为P点和Q点都在椭球体的表面上，所以它们的电势是相等的，即 。故B错误。 C．静电平衡的另一个重要特性是导体内部的电场强度处处为零。如果内部电场不为零，自由电荷就会在电场力作用下继续移动，这与“静电平衡”状态相矛盾。因此，椭球体内部的电场强度为零，而不是指向中心。故C错误。 D．电场线的一个基本性质是：沿着电场线方向电势逐渐降低。从图乙中可以看出，电场线（带箭头的虚线）的方向是从左向右。点A位于点B的“上游”，即A点在B点沿着电场线方向的相反方向上。因此，A点的电势高于B点的电势，即 。故D正确。 故选D。 24．（2026·河南郑州·模拟预测）在医学检验中，毛细管电泳技术常用于离子的分离。如图，水平放置的毛细管内部存在水平向右的匀强电场，、是毛细管内同一水平线上的两点。在电渗流和电场共同作用下，正离子和负离子均经向运动，且的平均速度大于的平均速度，从而实现正、负离子的分离。以点为零电势点，则（　　） A．点电势低于点电势 B．从点到点，所用时间比长 C．从点到点，电场力对做正功 D．在点，的电势能大于的电势能 【答案】C 【详解】A．匀强电场方向水平向右，沿电场线方向电势逐渐降低，因此点电势高于点电势，A错误。 B．a、b都从M运动到N，位移相同，而的平均速度大于的平均速度，则a所用时间更短，B错误。 C．a是正离子，受力方向与电场方向一致（向右），位移方向也向右，电场力与位移同向，因此电场力对a做正功，C正确。 D．以M为零电势点，沿电场方向电势降低，因此N点电势 根据电势能公式 可知a在N点的电势能为负，b在N点的电势能为正，因此N点a的电势能小于b的电势能，D错误。 故选C。 真题·实战演练 高频考点：电势、电势能、电场强度、等势面等概念。 25．（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。 26．（2026·湖南·高考真题）如图，三个足够大的金属板、、平行放置，板到、板的距离分别为、，。点到、板的距离相等，点到、板的距离相等。、板均接地，板带电。关于、两点的电场强度、和电势、，下列关系正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】AB．A、C板均接地，电势为0，B板是等势体，因此BA间、BC间的电势差相等，都等于 平行板内部为匀强电场，电场强度满足，已知，故，故A正确，B错误； CD． a点到A板的距离为，电势 b点到C板的距离为，电势 因此，故CD错误。 故选A。 27．（2026·云南·高考真题）如图所示，在大小、方向均未知的匀强电场中，O、M、N三点处于同一竖直面内，将一质量为0.1kg、电荷量为1.0×10－6C的带正电的小球（视为质点）从O点抛出，小球1s后到达O点正上方3m处的M点，再经1s到达N点，O、N两点在同一水平线上且相距3m。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，设电场强度大小为E，O、N两点的电势分别为φO和φN，则（   ） A．E = 6.7×105V/m，φO > φN B．E = 6.7×105V/m，φO < φN C．E = 5.0×105V/m，φO > φN D．E = 5.0×105V/m，φO < φN 【答案】C 【详解】根据题意0 ~ 1s水平位移为0，可得v0x＋0.5ax = 0 竖直位移为3m，可得vy0＋0.5ay = 3 0 ~ 2s水平位移为3m，可得2v0x＋2ax = 3 竖直位移为0，可得2vy0＋2ay = 0 解得ax = 3m/s2，ay = －6m/s2 对小球受力分析有 代入数据得Ex = 3.0×105V/m，Ey = 4.0×105V/m 故电场强度大小 电场方向斜向上偏N侧，Ex > 0表明沿x轴正方向电势降低，故φO > φN。 故选C。 28．（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。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第25讲 静电场中能的性质 目录 模拟·基础演练 1 题型01 电势与电势能大小的判断 1 题型02 电势差与电场强度大小的计算 3 题型03 等势面特点的综合应用 5 重难·创新演练 8 真题·实战演练 10 模拟·基础演练 考查重点：电势、电势能、电势差和等势面。 ⏳题型01 电势与电势能大小的判断 1．（2026·云南昆明·模拟预测）如图所示，M、N是真空中一条直线上的两点，O点为M、N的中点，直线MN外存在一点电荷（图中未画出）。将电荷量为的试探电荷从无穷远处（电势为0）沿直线经M点、O点移动到N点，电场力做正功。已知M点和O点电势相等。下列说法正确的是（    ） A．N点的电势为 B．O点的电势高于N点的电势 C．试探电荷沿直线从M点移动到N点的过程中，电势能先减小后增大 D．试探电荷沿直线从M点移动到N点的过程中，电场力做的总功为正功 2．（2026·浙江·二模）如图为孤立点电荷和金属板间的电场线分布。下列说法正确的是（    ） A．C点场强比D点大 B．金属板上表面的A点电势比B点低 C．外力作用下，电子从C点移到D点电势能一定减小 D．电子从F点释放，仅受电场力作用将沿电场线运动到E点 3．（25-26高三下·重庆九龙坡·模拟预测）如图所示，两个电量为的点电荷和一个电量为的点电荷附近的电场线分布如图所示，d是两负电荷连线的中点，c、d两点到中间负电荷的距离相等，则（　　） A．c点电势高于d点 B．b点与e点的电场强度相同 C．将某正试探电荷从a点运动到b点过程中电场力做负功 D．某负试探电荷在a点的电势能大于在b点的电势能 4．（2026·黑龙江辽宁·二模）类比于磁通量的定义，静电场中的电通量定义为。在某点电荷Q的电场中，有以Q为球心，半径分别为和的两个球面（），关于两球面的电势、场强E和电通量的大小，以下选项正确的是（　　） A．若Q为正电荷，则、、 B．若Q为正电荷，则、、 C．若Q为负电荷，则、、 D．若Q为负电荷，则、、 5．（2026·重庆·三模）如图所示，BCGF是两个完全相同的正方体的公共面，B、C两点分别固定有两个等量正点电荷，M、N分别是棱EH、IJ的中点。已知点电荷在其周围某点产生的电势（其中k为静电力常量，q为点电荷的电荷量，r为该点到点电荷的距离），则下列说法正确的是（    ） A．M点与N点的电势相等 B．M点与N点的电场强度相同 C．负试探电荷在M点的电势能大于其在N点的电势能 D．沿FG连线移动一正试探电荷，电场力对该试探电荷始终不做功 6．（2026·山西临汾·二模）如图所示，点电荷A、B的电荷量均为+Q，C、D的电荷量均为-Q，它们处在一个矩形的四个顶点上。它们产生静电场的等势线如图中虚线所示。abcd位于一个正方形的四个顶点，与ABCD共面，O为正方形与矩形的中心，则（　　） A．b、d两点场强相等，电势相等 B．b、d两点场强不相等，电势相等 C．将某一正电荷q沿正方形路径a→b→c移动，电场力先做正功，后做负功 D．将某一正电荷q沿正方形路径a→b→c移动，电场力先做负功，后做正功 ⏳题型02 电势差与电场强度大小的计算 7．（2026·河南驻马店·三模）如图所示，边长为10 cm的正三角形处在匀强电场中，三角形平面与电场平行，、两点将边三等分，、两点将边三等分；将一个电子从点移到点和从点移到点电场力做功相同。已知点电势为，点电势为，则下列判断正确的是（     ） A．点电势比点电势高 B．点电势为 C．电子从到电场力做功为 D．匀强电场的电场强度大小为 8．（25-26高三下·陕西西安·期中）如图甲所示，点电荷q1固定在A点，点电荷q2固定在B点，A、B之间的距离为r1，现把点电荷q2，从B点移到C点，A、C之间的距离为r2，图乙是点电荷q1、q2之间的库仑力F随距离r的变化图像，已知图像下面阴影部分曲边梯形的面积为S，则B、C之间电势差为UBC为（　　） A． B． C． D． 9．（2026·重庆大足·模拟预测）如图所示，、、、为椭圆上的4个顶点，为中心；半短轴长，半长轴；空间有一方向与椭圆所在平面平行的范围足够大的匀强电场（图中未画出）。已知三点的电势分别为、。下列判断正确的是（     ） A．椭圆中心点的电势为 B．电场强度的大小为 C．一电子沿长轴运动，电场力先做负功后做正功 D．一电子在点的电势能为 10．（2026·河南开封·模拟预测）如图所示，一匀强电场平行于矩形，其中，。一电子从点运动到点，静电力做功为；再从点运动到点，静电力做功为。已知点的电势为零，下列说法正确的是（　　） A．点的电势为 B．电子在点时电势能为 C．电场强度的大小为 D．电场强度的方向从点指向点 11．（2026高三·全国·模拟预测）如图所示，一正四面体置于匀强电场中，A、B、C、D分别是正四面体的四个顶点，正四面体的棱长为L，E、F、G、H为棱AB、AC、AD、BC的中点，电势分别为2φ、4φ、2φ、6φ，下列说法正确的是（　　） A．A点电势为3φ B．C点电势为4φ C．BDF所在的平面为等势面 D．匀强电场的电场强度大小为 12．（2026·湖北随州·三模）如图所示，xOy平面内存在一匀强电场，点、、位于匀强电场内，三点的电势分别为、、。关于该匀强电场的电场强度大小和方向，下列说法正确的是（　　） A．电场强度大小为，与x轴正方向的夹角θ满足 B．电场强度大小为，与x轴正方向的夹角θ满足 C．电场强度大小为，与x轴正方向的夹角θ满足 D．电场强度大小为，与x轴正方向的夹角θ满足 ⏳题型03 等势面特点的综合应用 13．（2026·河南·三模）等量正点电荷的电场线（实线带箭头表示）及等差等势面（虚线表示）分布图如图所示。将一带正电的试探电荷从点沿直线经、移动到点，、、、均在等势面上。取无限远处的电势为零，则（　　） A．从点沿直线到点运动过程中电势不变 B．点的电场强度大小比点的大 C．该试探电荷在点的电势能比在点的大 D．、间的电势差比、间的电势差大 14．（2026·河南安阳·三模）某电场的等差等势线分布如图中的实线所示。一带正电的试探电荷射入电场中，虚线为其运动轨迹，a、b、c为运动轨迹与等势线的交点。已知试探电荷仅受静电力作用，下列说法正确的是（　　） A．b点的电势低于c点的电势 B．试探电荷从a点运动到c点，电势能先增大后减小 C．试探电荷在a点时的加速度小于在c点时的加速度 D．试探电荷在a点时的速度小于在c点时的速度 15．（2026·湖南张家界·二模）某静电场的等差等势面分布如图所示，一带正电的粒子仅在电场力作用下运动，轨迹如图中虚线所示，a、b为轨迹上的两点，已知等势面的电势，下列说法正确的是（　　） A．电场强度的方向垂直等势面由指向 B．粒子在a点的加速度大于在b点的加速度 C．粒子在a点的电势能大于在b点的电势能 D．粒子在a点的动能大于在b点的动能 16．（2025·湖北·模拟预测）已知一个点电荷与无限大金属板间的电场与等量异种点电荷连线中垂线一侧的电场分布相同。如图所示，无限大接地金属板的垂线上、、三点恰将均分为四段，每段长度均为。在点固定一电荷量为的正点电荷，虚线分别为过、、三点的等势线，实线为某试探电荷仅在电场力作用下运动的轨迹，轨迹与等势线分别交于、、、、点。当该试探电荷运动到点时，其电势能、动能。已知单个点电荷周围某点的电势，为该点到点电荷的距离。下列说法正确的是（　　） A．该试探电荷分别从到和从到的运动过程中，电场力做的功相等 B．该试探电荷带正电 C．该试探电荷运动到点时的动能为 D．点的场强大小为 17．（25-26高三上·河北石家庄·模拟预测）水平直线上有A、B、C三点，在B、C两点各固定一点电荷，电荷量分别为和，周围的等势面分布示意图如图所示。在A点固定一根竖直光滑绝缘细杆，一带正电的小环（重力不可忽略）套在细杆上从D点无初速度释放到达A点。下列说法正确的是（　　） A．小环在D点与在A点所受电场力的方向相同 B．小环运动到A点时的加速度大于重力加速度 C．小环在D点的电势能小于在A点的电势能 D．小环最终以A点为中心做往复运动 18．（2025·浙江嘉兴·一模）如图所示为一带正电导体周围的电场线及等势线分布。A、B、C为电场中的三个点。则（　　） A．电场强度EA>EB>EC B．电势 C．从A到B和从A到C，电场力对电子做功相等 D．在A点静止释放的电子将沿其所在电场线运动到金属表面 重难·创新演练 设题创新:结合列出绝缘节(T19);结合新型导电玻璃(T20);结合细胞仪对细胞进行分类收集(T21);结合约瑟夫森结(T22);结合实心不锈钢椭球体置于电场中静态平衡(T23);结合毛细管电泳技术(T25)考查电势、电势能、等势面等概念 19．（2026·黑龙江哈尔滨·三模）截至2025年底，中国高铁里程达到5万公里。高铁站内两段水平钢轨连接处设置有8mm厚的机械绝缘节，起着电气绝缘和机械连接的作用，拉开后各部分如图甲所示。某次列车经过绝缘节时，钢轨A、B之间产生了约为60V的电势差，此时绝缘节顶部空间的等势面分布如图乙所示，其中c点位于绝缘节正上方，下列说法正确的是（　　） A．a点的电势低于b点 B．负电荷在a点的电势能比在c点大 C．c点电场强度方向沿着x轴负方向 D．绝缘节顶部的电场强度约为 20．（25-26高三下·天津和平·模拟预测）宝安湾区书城球形报告厅的玻璃幕墙采用新型导电玻璃制作，兼具装饰与防静电功能，在雷雨天气中，玻璃幕墙因上方带负电的云层引起静电感应而带电。玻璃幕墙表面A、B两点位置如图所示（A点更靠近云层）。关于玻璃幕墙下列说法正确的是（　　） A．玻璃幕墙靠近云层端带正电荷 B．A点的电势高于B点的电势 C．云层的电势高于玻璃幕墙的电势 D．负电荷从云层移动到A点，电势能增大 21．（2026·江西·模拟预测）如图为某款细胞仪对细胞进行分类收集的原理图。含有不同类型细胞的小液滴从喷嘴喷出后穿过激光束、充电环时被充电，不同类型的细胞分别带上正、负电荷，在电极板间水平向右的匀强电场中发生偏转，最终被分别收集在、收集管中。下列说法正确的是（　　） A．带正电荷细胞的液滴会被收集在收集管中，且在电极板间运动的过程中，电势能增加 B．带正电荷细胞的液滴会被收集在收集管中，且在电极板间运动的过程中，电势能增加 C．带负电荷细胞的液滴会被收集在收集管中，且在电极板间运动的过程中，电势能减小 D．带负电荷细胞的液滴会被收集在收集管中，且在电极板间运动的过程中，电势能减小 22．（2026·安徽合肥·三模）量子计算是新一轮科技革命的核心领域，超导量子干涉器件（SQUID）是构建量子计算机的关键元件。在SQUID的约瑟夫森结附近，会形成一种特殊的非匀强电场。如图所示，虚线a、b、c、d为该电场在纸面内的等差等势面，实线为一电子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，M、N是轨迹与等势面a、c的交点。下列说法正确的是（　　） A．等势面a的电势低于等势面c的电势 B．电子在M点的加速度小于其在N点的加速度 C．电子在M点的电势能大于其在N点的电势能 D．电子从M点运动到N点的过程中，电场力对其做负功 23．（2026·河北保定·二模）将一个图甲所示不带电的实心不锈钢椭球体置于电场中，静电平衡后，在某截面内的电场线和等势线分布如图乙所示，P、Q在椭球体的表面。下列说法正确的是（　　） A．P 处带正电 B．P处的电势高于Q处的电势 C．椭球体内部场强方向指向中心 D．A点的电势高于B 点的电势 24．（2026·河南郑州·模拟预测）在医学检验中，毛细管电泳技术常用于离子的分离。如图，水平放置的毛细管内部存在水平向右的匀强电场，、是毛细管内同一水平线上的两点。在电渗流和电场共同作用下，正离子和负离子均经向运动，且的平均速度大于的平均速度，从而实现正、负离子的分离。以点为零电势点，则（　　） A．点电势低于点电势 B．从点到点，所用时间比长 C．从点到点，电场力对做正功 D．在点，的电势能大于的电势能 真题·实战演练 高频考点：电势、电势能、电场强度、等势面等概念。 25．（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 26．（2026·湖南·高考真题）如图，三个足够大的金属板、、平行放置，板到、板的距离分别为、，。点到、板的距离相等，点到、板的距离相等。、板均接地，板带电。关于、两点的电场强度、和电势、，下列关系正确的是（     ） A． B． C． D． 27．（2026·云南·高考真题）如图所示，在大小、方向均未知的匀强电场中，O、M、N三点处于同一竖直面内，将一质量为0.1kg、电荷量为1.0×10－6C的带正电的小球（视为质点）从O点抛出，小球1s后到达O点正上方3m处的M点，再经1s到达N点，O、N两点在同一水平线上且相距3m。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，设电场强度大小为E，O、N两点的电势分别为φO和φN，则（   ） A．E = 6.7×105V/m，φO > φN B．E = 6.7×105V/m，φO < φN C．E = 5.0×105V/m，φO > φN D．E = 5.0×105V/m，φO < φN 28．（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 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $