第22讲 电场能的性质 专项训练-2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦电场能性质，以基础辨析-综合应用-培优深化为逻辑链，通过典型情境建构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| |----|-----------|----------|----------| |基础对点练|8题（3对点）|单一知识点辨析（电势比较、E-U关系、电场线应用）|从描述量（φ、Ep、E）到关系（U=Ed）再到图像工具（电场线、等势面）的概念生成链| |综合提升练|4题|多情境综合（点电荷电场、匀强电场、运动轨迹分析）|通过点电荷/匀强电场模型，强化能量观念与科学推理的应用| |培优加强练|1题|复杂装置（静电分析器）|深化径向电场中力与能量关系，体现模型建构与质疑创新|

第22讲 电场能的性质 专项训练 基础对点练 1． 选择题： 对点1　描述电场能的性质的物理量 1.在正点电荷Q产生的电场中有M、N两点，其电势分别为φM、φN，电场强度大小分别为EM、EN。下列说法正确的是(　　) A.若φM>φN，则M点到电荷Q的距离比N点的远 B.若EM<EN，则M点到电荷Q的距离比N点的近 C.若把带负电的试探电荷从M点移到N点，电场力做正功，则φM<φN D.若把带正电的试探电荷从M点移到N点，电场力做负功，则EM>EN 2.(2026·江苏苏州月考)如图是等量异种电荷电场中的一些点:O是电荷连线的中点，E、F是连线中垂线上关于O对称的两点，B、C和A、D是两电荷连线上关于O对称的两点。则(　　) A.E、F两点电场强度不同 B.B、C两点电势相等 C.E、F两点电势相等，且比D点的电势高 D.电子在B点的电势能大于在C点的电势能 3.某静电除尘装置由带电的金属圆筒Q和带电的电极P组成，其横截面上的电场线分布及方向如图所示，A、B、M、N四点到P距离相等，下列说法正确的是(　　) A.A、B两点电场强度相同 B.C点的电场强度比B点大 C.C点的电势比B点高 D.带正电的粉尘在M点和N点，所受静电力相同 对点2　电势差与电场强度的关系 4.(2026·江苏南京期末)如图所示，平行四边形ABCD平行于电场线放在匀强电场中，将一个电荷从A点沿AD移动到D点静电力不做功。已知A点电势为-2 V，B点电势为2 V，则C点电势为(　　) A.-2 V B.0 V C.2 V D.4 V 5.(2026·山西临汾模拟)熔喷布是一种过滤材料，广泛应用于医疗、卫生、环保等领域，熔喷布经过静电驻极处理后，其纤维表面形成持久的静电场，可以持续吸附空气中的微小颗粒，提高过滤效率。静电驻极处理装置中针状电极与平板电极间形成的电场如图所示，b为ac的中点，bd连线平行于平板电极，下列说法正确的是(　　) A.a点电场强度比c点的小 B.b、d两点在同一等势面上 C.a、b两点之间的电势差等于b、c两点之间的电势差 D.某带负电颗粒在a点的电势能比在c点的大 对点3　电场线、等势面及运动轨迹问题 6.(2026·江苏南京期末)如图所示，实线为电场中某区域内的电场线，虚线为带电粒子仅在静电力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，下列说法正确的是(　　) A.c点的电场强度大于b点的电场强度 B.带电粒子带正电 C.带电粒子在b点的电势能大于在a点的电势能 D.a点的电势低于b点的电势 7.静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置。如图，一电子在电场中仅受静电力的作用，实线描绘出了其运动轨迹，虚线表示等势线，各等势线关于y轴对称，a、b、c、d分别是轨迹与等势线的交点。已知电子在经过a点时动能为60 eV，各等势线的电势高低标注在图中，则(　　) A.a、d两点的电场强度相同 B.电子从a到b运动的过程中，静电力做负功 C.电子从c到d运动的过程中，电势能逐渐减少 D.电子在经过等势线d点时的动能为60 eV 8.(2026·江苏扬州期末)如图为静电除尘设备的横向截面图，电源的正极接在金属圆筒上，负极接到圆筒中心悬挂的金属线上，实线表示电场线，虚线PQ是某带电粉尘的运动轨迹，下列说法正确的是(　　) A.该粉尘带正电荷 B.P点电势比Q点电势低 C.P点电场强度比Q点电场强度大 D.该粉尘在P点的电势能比Q点的小 综合提升练 1． 选择题： 9.(2026·江苏连云港期中)如图所示，真空中某点电荷Q形成的电场中，选取同一平面内夹角相等的五条电场线。过Q的虚线圆与各电场线的交点分别为a、b、c、d、e，其中Q、c在圆直径的两端。下列说法正确的是(　　) A.a、b两点电场强度大小相等 B.a、b两点间电势差与b、c两点间电势差相等 C.不管Q带何种电荷，c点电势一定是最低的 D.将带负电的试探电荷从a点移到d点，若静电力做负功，则Q带正电 10.一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内A点和B点的位置如图所示。电荷量为+q、-q和+2q的三个试探电荷先后分别置于O点、A点和B点时，电势能均为Ep(Ep>0)。下列说法正确的是(　　) A.OA中点的电势不为零 B.电场的方向与x轴正方向成60°角 C.电场强度的大小为 D.电场强度的大小为 11.如图，在一个固定的正点电荷产生的电场中，一个正试探电荷q两次以大小相等、方向不同的初速度从P点出发，分别抵达M点、N点，且q在M、N点时的速度大小也相等，则下列说法正确的是(　　) A.P点电势低于M点电势 B.M点电势高于N点电势 C.q从P点运动到M点一直做减速运动 D.M、N两点处的电场强度大小相等 12.如图所示，边长为L的正四面体ABCD的中心为O，A、B两点分别固定等量异种点电荷-q、+q。已知O点到A、B的距离均为L，下列说法正确的是(　　) A.C、D两点电场强度大小相等，方向不同 B.O点电场强度大小为 C.C点电势小于D点电势 D.将一试探电荷+Q从C点沿直线移到D点，电势能先增加后减少 培优加强练 13.某种静电分析器简化图如图所示，在两条半圆形圆弧板组成的管道中加上径向电场。现将一电子a自A点垂直电场射出，电子恰好做圆周运动，运动轨迹为ABC，半径为r。另一电子b自A点垂直电场射出，轨迹为弧 APQ，其中P、B、O共线，已知B、P两点间的电势差为U，|CQ| =2|BP|，电子a入射动能为Ek，电子所带的电荷量为-e，则(　　) A.B点的电场强度E= B.P点电场强度大于C点电场强度 C.电子b在P点的动能小于在Q点的动能 D.电子b全程克服电场力做的功小于2eU 参考答案： 1.答案　C解析　若φM>φN，根据沿着电场线的方向电势降低及正点电荷产生的电场特点可知，M点到电荷Q的距离比N点的近，故A错误;若EM<EN，M点到电荷Q的距离比N点的远，故B错误;若把带负电的试探电荷从M点移到N点，电场力做正功，则是逆着电场线运动，电势逐渐升高，故有φM<φN，故C正确;若把带正电的试探电荷从M点移到N点，电场力做负功，则是逆着电场线运动，根据正点电荷产生的电场特点可知EM<EN，故D错误。 2.答案　C解析　根据等量异种电荷电场的电场线分布和对称性可知，E、F两点电场强度大小方向均相同，E、F两点电势相等，由沿电场线方向电势逐渐降低可知B点电势高于C点，E、F两点的电势高于D点，故A、B错误，C正确;由负电荷在高电势点的电势能较小，可知电子在B点的电势能小于在C点的电势能，故D错误。 3.答案　C解析　根据电场线的疏密表示电场强弱可知，A、B两点电场强度大小不相等，C点的电场强度比B点小，故A、B错误;由沿着电场线方向电势逐渐降低可知C点的电势比B点高，故C正确;根据对称性可知，M、N两点的电场强度大小相等，但方向不相同，故带正电的粉尘在M点和N点所受静电力不相同，故D错误。 4.答案　C解析　由于电荷从A点沿AD移动到D点静电力不做功，则AD为一条等势线，在匀强电场中，等势线为一系列平行的直线，由于BC平行于AD，所以BC也为一条等势线，则有φC=φB=2 V，故C正确。 5.答案　D解析　a点电场线比c点电场线密集，因此a点电场强度比c点的大，故A错误;由题图可知，b、d连线垂直于b点所在的电场线，并不垂直于d点所在的电场线，由于电场线和等势面总是垂直的，因此b、d两点不在同一等势面上，故B错误;由于b为ac的中点，且a、b两点之间的平均电场强度大于b、c两点之间的平均电场强度，由U=Ed可知a、b两点之间电势差大于b、c两点之间电势差，故C错误;将带负电颗粒由a点移动到c点，静电力做正功，电势能减少，因此带负电颗粒在a点的电势能比在c点的大，故D正确。 6.答案　C解析　根据题图中电场线的疏密程度可知，c点的电场强度小于b点的电场强度，故A错误;虚线为带电粒子仅在静电力作用下的运动轨迹，由于静电力指向轨迹的凹侧，则静电力与电场强度方向相反，所以带电粒子带负电，故B错误;根据沿电场线方向电势逐渐降低，结合等势面与电场方向垂直，可知a点的电势高于b点的电势;根据Ep=qφ，由于带电粒子带负电，则带电粒子在b点的电势能大于在a点的电势能，故C正确，D错误。 7.答案　D解析　根据等势线与电场线垂直，可知a、d两点的电场强度方向不同，故a、d两点的电场强度不同，故A错误;根据负电荷在电势低处电势能大，可知从c运动到d的过程中电子的电势能逐渐增加;从a运动到b的过程中电子的电势能减少，则静电力对电子做正功，故B、C错误;a、d两点的电势相等，则电子在a、d两点的电势能相等，根据能量守恒定律可知电子在经过等势线d点时的动能为60 eV，故D正确。 8.答案　D解析　该粉尘所受的静电力指向轨迹的凹侧，可知粉尘带负电荷，A错误;由沿电场线方向电势逐渐降低，可知P点电势比Q点电势高，B错误;电场线越密集则电场强度越大，可知P点电场强度比Q点电场强度小，C错误;负电荷在高电势点的电势能较小，可知该粉尘在P点的电势能比Q点的小，D正确。 9.答案　D解析　根据E=k可知，a、b两点电场强度大小不相等，A错误;设b点在Qa上的等势点为b'，在Qc上的等势点为b″，由于Eab'>Eb″c，ab'>b″c，则根据U=Ed可知a、b两点间电势差与b、c两点间电势差不相等，B错误;若Q带正电，则c点电势一定是最低的;若Q带负电，则c点电势一定是最高的，C错误;因b、d两点到Q的距离相等，则电势相等，将带负电的试探电荷从a点移到d点，若静电力做负功，则从a点移到b点，静电力也做负功，因此Q带正电，D正确。 10.答案　D解析　根据题意结合电势能公式有Ep=qφO=-qφA=2qφB，解得φO=、φA=-、φB=，则OA中点的电势为=0，A错误;在OA线段上找出一与B点等势的点M，可知xOM=d，BM连线为等势线，与BM连线垂直的线为电场线，如图所示，则根据几何关系可知，电场线与x轴正方向夹角的正切值tan θ=1，即θ=45°，根据电场强度与电势差的关系，有E==，B、C错误，D正确。 11.答案　D解析　试探电荷从P→M和从P→N两个过程中动能的变化量相等，根据动能定理可知静电力做的功相等，由W=qU可知，P、M两点的电势差和P、N两点的电势差相等，故M、N两点的电势相等，B错误; q沿直线PM运动，说明固定的正点电荷在直线PM上;q沿曲线PN运动时，由曲线运动的条件可知，q在P点所受静电力由P指向M，故正点电荷在MP的延长线上，如图所示，则φP>φM，q从P→M一直做加速运动，A、C错误;由于M、N两点的电势相等，则M、N两点在同一等势面上，又点电荷产生的电场中，等势面是一系列的同心球面，所以M、N两点到固定正点电荷的距离相等，由点电荷的电场强度公式E=可知，M、N两点处的电场强度大小相等，D正确。 12.答案　B解析　根据题意由对称性可知，C、D两点电场强度大小相等，方向相同，均平行于AB向上，故A错误;A、B两点的点电荷在O点产生的电场强度大小均为E==，设OA、OB与AB的夹角为θ，则cos θ==，O点电场强度大小为EO=2Ecos θ=2××=，故B正确;CD连线在等量异种点电荷的中垂面上，因此CD上所有点的电势均相等，将一试探电荷+Q从C点沿直线移到D点，电势能不变，故C、D错误。 13.答案　D解析　电子a恰好做半径为r的圆周运动，设电子a的运动速率为v，由电场力提供向心力有eE=m，又电子a的入射动能为Ek=mv2，联立可得E=，A错误;电场线的疏密程度表示电场的强弱，由题图径向电场的电场线分布可知P点的电场强度小于C点的电场强度，B错误;由于沿着电场线方向电势逐渐降低，则该电场中越远离圆心，电势越低，由|CQ|=2|BP|，可知Q点比P点更远离圆心，因此φQ<φP，又电子带负电，则电子b在P点的电势能小于在Q点的电势能，由能量守恒定律可知电子b在P点的动能大于在Q点的动能，C错误;由于|CQ|=2|BP|，且越远离圆心电场越弱，因此C、Q间的平均电场强度小于B、P间的平均电场强度，又B、P间的电势差为U，由U=Ed可知C、Q间的电势差小于2U，因只有电场力对电子b做负功，则电子b全程克服电场力做的功小于2eU，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $