第40讲 静电场中能的性质（专项训练）（湖南专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

**基本信息** 聚焦静电场能性质，以“概念理解-定量计算-综合应用”为逻辑主线，覆盖基础到创新情境，强化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| |----|-----------|----------|----------| |基础题型|15题（含点电荷/匀强电场模型）|围绕电势、电势能等概念理解，结合φ-x图像、等势面分布|从电场力做功切入，建立电势-电势能-场强关系，通过点电荷/匀强电场模型递进| |重难创新|5题（高铁绝缘节/细胞仪等情境）|结合工程科技与生活实际，考查等势面分析及电势能变化|拓展概念应用场景，强化模型建构与科学推理| |真题实战|7题（近2年高考题）|聚焦电场强度、电势差计算及运动轨迹分析|紧扣高频考点，体现从知识到问题解决的迁移|

第30讲 静电场中能的性质 目录 模拟·基础演练 1 题型01 描述电场能性质物理量的理解及应用 1 题型02 电势差与电场强度大小的计算 5 题型03 等势面及运动轨迹问题 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 描述电场能性质物理量的理解及应用 1．（2026·湖南邵阳·一模）真空中有两个点电荷和分别固定在轴上的和位置处。在它们的连线上，电势与的关系如图所示，已知点电荷的电势公式为（其中为静电力常量，为点电荷电量，为该点到点电荷的距离），点的坐标为，取无穷远处电势为零。下列说法正确的是（　　） A．两个点电荷为同种电荷 B．图中对应的位置 C．图中对应的位置 D．无法计算电荷量为的试探电荷在轴任意位置受到的电场力 2．（2026·湖南常德·一模）真空中电量相等的两异种点电荷连线和一绝缘正方体框架的两侧面和中心连线重合，连线中点和立方体中心重合，除两异种电荷Q产生的电场外，不计其它电场的影响，则下列说法中正确的是（　　） A．正方体两顶点A、B电场强度相同 B．正方体两顶点A、B电势相同 C．面是等势面 D．负检验电荷q从移到电势能先减小后增大 3.(2025·湖南省·单元测试)如图，圆心为的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，和为该圆直径。将电荷量为的粒子从点移动到点，电场力做功为；若将该粒子从点移动到点，电场力做功为。下列说法正确的是() A.该匀强电场的场强方向与平行 B.将该粒子从点移动到点，电场力做功为 C.点电势低于点电势 D.若只受电场力，从点射入圆形电场区域的所有带电粒子都做曲线运动 4.(2026·广东省·模拟题)如图所示，、、、、、是以为球心的球面上的点，平面与平面相互垂直，分别在、两点放上等量异种点电荷，则下列说法正确的是() A.、、、四点电场强度大小相同，但方向不同 B.、、、四点电势不同 C.若电子沿直线运动过程中，电子受到的电场力大小一直不变 D.若电子沿圆弧运动过程中，电势能保持不变 5.(2026·湖北省武汉市·月考试卷)如图所示，真空中为边长为的等边三角形三个顶点，在两点分别固定电荷量为的点电荷，在点固定电荷量为的点电荷，点为三角形中心，点为三角形三边中点，设点电荷在某点产生电势为为点电荷电量，为到点电荷的距离，关于四点电场强度大小及电势高低，下列说法正确的是() A.点场强大小，电势为 B.点场强大小为，电势为 C.点和点场强大小相等，电势不同 D.电子由点沿直线移动到点过程中，加速度减小，电势能增大 ⏳题型02 电势差与电场强度大小的计算 6．（2026·湖南长沙·一模）如图甲所示，圆形区域内存在与圆平面平行的匀强电场（图中未画出），圆的两条直径与间的夹角为，从点向圆内不同方向发射速率相同的不计重力的带正电粒子，发现从圆边界射出的粒子中点射出的粒子速度最大。以为坐标原点，沿方向建立坐标轴，点的坐标为，轴上从到的电势变化如图乙所示，则（　　） A．圆边界上点电势最高 B．电场强度 C．点的电势为 D．把一电子从点移到点电场力做功 7.（2026·湖南长沙·二模）如图所示，底边长、高的正六棱柱置于匀强电场中。已知、、、，下列说法正确的有（　　） A．A点电势 B．B点电势 C．电场强度大小 D．电场强度大小 8.（2026·湖南衡阳·二模）如图所示，在平面直角坐标系内，有一等腰直角三角形，底边在轴上，底边的中点与坐标原点重合，长度为1m。测得点电势为，点电势为，点电势为，已知，则匀强电场的场强大小约为（　　） A． B． C． D． 9.(2026·山东省青岛市·期末考试)如图所示，棱长的正四面体置于匀强电场中。已知、、、分别为棱、、、的中点，其电势为、、、，则匀强电场的电场强度大小为() A. B. C. D. 10.（多选）(2026·广东省·期末考试)反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于轴，其电势随的分布如图所示。一质量，电荷量的带负电的粒子从点由静止开始，仅在电场力作用下在轴上往返运动。则() A.轴左侧电场强度和右侧电场强度的大小之比 B.粒子在区间运动过程中的电势能减小 C.该粒子运动过程中电势能变化量的最大值为 D.该粒子运动的周期 ⏳题型03 等势面及运动轨迹问题 11.（2025·湖南永州·一模）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电场力的作用，实线描绘出了其运动轨迹，虚线表示等势线，各等势线关于轴对称，、、、分别是轨迹与等势线的交点。已知电子在经过点时动能为，各等势线的电势标注在图中，则（　　） A．电子从运动到，电场力做正功 B．、两点的电势和电场强度均相同 C．电子在经过等势线点时的动能为 D．电子从运动到，电势能逐渐先减小后增大 12.（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 13.(2026·广东省中山市·其他类型)电子显微镜在科研中有广泛应用，电子透镜是其核心部分，电子枪发射电子束，电子通过电场构成的电子透镜时发生会聚或发散。电子透镜的电场的等势线分布如图中虚线所示，一电子仅在静电力作用下运动，运动轨迹如图中实线所示，、、、是轨迹上的四个点。则() A.电场中处的电场强度与处相同 B.电子在处的受力方向与虚线相切 C.电子从运动到处，点的速度大于点的速度 D.电子从运动到的过程，电势能逐渐增大 14.(2026·山东省·月考试卷)如图所示，实线、、、为电场中的等势线，电势分别为、、、，、为电场中的两个点。一带正电的粒子仅在电场力的作用下沿虚线从点运动到点，下列说法正确的是() A.电场力对粒子先做正功后做负功 B. C.粒子在点的加速度大于在点的加速度 D.电子在点的电势能大于在点的电势能 15．（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 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 1．（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 2．（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 3．（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 4．（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 5．（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 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。 1．（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 2．（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． 3．（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 4．（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 5．（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a、b、c、d四点中电势最高的是（　　） A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 6．（2025·河南·高考真题）如图，在与纸面平行的匀强电场中有a、b、c三点，其电势分别为；a、b、c分别位于纸面内一等边三角形的顶点上。下列图中箭头表示a点电场的方向，则正确的是（　　） A． B． C． D． 7．（2025·北京·高考真题）某小山坡的等高线如图，M表示山顶，是同一等高线上两点，分别是沿左、右坡面的直滑道。山顶的小球沿滑道从静止滑下，不考虑阻力，则（　　） A．小球沿运动的加速度比沿的大 B．小球分别运动到点时速度大小不同 C．若把等高线看成某静电场的等势线，则A点电场强度比B点大 D．若把等高线看成某静电场的等势线，则右侧电势比左侧降落得快 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第30讲 静电场中能的性质 目录 模拟·基础演练 1 题型01 描述电场能性质物理量的理解及应用 1 题型02 电势差与电场强度大小的计算 5 题型03 等势面及运动轨迹问题 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 描述电场能性质物理量的理解及应用 1．（2026·湖南邵阳·一模）真空中有两个点电荷和分别固定在轴上的和位置处。在它们的连线上，电势与的关系如图所示，已知点电荷的电势公式为（其中为静电力常量，为点电荷电量，为该点到点电荷的距离），点的坐标为，取无穷远处电势为零。下列说法正确的是（　　） A．两个点电荷为同种电荷 B．图中对应的位置 C．图中对应的位置 D．无法计算电荷量为的试探电荷在轴任意位置受到的电场力 【答案】B 【详解】A．电势图像在处趋向正无穷，在处趋向负无穷，说明为正电荷，为负电荷，二者为异种电荷，A错误； B．由图可知，，结合电势关系，可得 由图可知，C点的电场强度为0，即两电荷在C点产生的电场等大反向，即 解得，B正确； C．B 点电势为零，满足解得， C错误； D．根据及电场叠加，可以求得x轴上某点的电场强度，再利用可求得试探电荷所受的静电力，D错误。 故选B。 2．（2026·湖南常德·一模）真空中电量相等的两异种点电荷连线和一绝缘正方体框架的两侧面和中心连线重合，连线中点和立方体中心重合，除两异种电荷Q产生的电场外，不计其它电场的影响，则下列说法中正确的是（　　） A．正方体两顶点A、B电场强度相同 B．正方体两顶点A、B电势相同 C．面是等势面 D．负检验电荷q从移到电势能先减小后增大 【答案】B 【详解】A．由等量异种电荷的电场线分布可知，顶点A、B电场强度大小相同，方向不同，故A错误； B．A、B两点与正电荷Q的距离相等，正电荷Q在A、B两点产生的电势相等且为正值，同理负电荷Q在A、B两点产生的电势也相等且为负值；电势为标量，根据标量的叠加法则可得A、B两点电势相同，故B正确； C．、、、四点电势相同，但面不是等势面，电场线不与该面垂直，故C错误； D．由等量异种电荷的电势分布可知，点电势为正值，点电势为负值，因此负检验电荷q在处的电势能小于处的电势能；若负检验电荷沿直线移动，则电势能逐渐增大，若沿其他路径移动，电势能的变化情况未知，故D错误。 故选B。 3.(2025·湖南省·单元测试)如图，圆心为的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，和为该圆直径。将电荷量为的粒子从点移动到点，电场力做功为；若将该粒子从点移动到点，电场力做功为。下列说法正确的是() A.该匀强电场的场强方向与平行 B.将该粒子从点移动到点，电场力做功为 C.点电势低于点电势 D.若只受电场力，从点射入圆形电场区域的所有带电粒子都做曲线运动 【答案】AB 【解析】A.由于该电场为匀强电场，可采用矢量分解的思路，沿方向建立轴，垂直于方向建立轴如下图所示 在方向有在方向有 经过计算有，，，，， 可知电场方向与水平方向成，则电场与平行，且沿指向，故A正确； B.该粒从点运动到点，电场力做的功为，故B正确； C.沿电场线方向电势逐渐降低，则点的电势高于点的电势，故C错误； D.若粒子的初速度方向与平行则粒子做匀变速直线运动，故D错误。 故选AB。 4.(2026·广东省·模拟题)如图所示，、、、、、是以为球心的球面上的点，平面与平面相互垂直，分别在、两点放上等量异种点电荷，则下列说法正确的是() A.、、、四点电场强度大小相同，但方向不同 B.、、、四点电势不同 C.若电子沿直线运动过程中，电子受到的电场力大小一直不变 D.若电子沿圆弧运动过程中，电势能保持不变 【答案】D 【解析】A.等量异种点电荷中垂面上，关于点对称的点的电场强度大小相等，方向相同，故A错误； B.、、、四点在等量异种点电荷中垂面上，因此四点在零势面上，电势相同，故B错误； C.电子沿直线运动过程中，场强大小变化，电场力大小变化，故C错误； D.电子沿球面曲线运动过程中，电势处处相等，电势能不变，故D正确。 故选：。 5.(2026·湖北省武汉市·月考试卷)如图所示，真空中为边长为的等边三角形三个顶点，在两点分别固定电荷量为的点电荷，在点固定电荷量为的点电荷，点为三角形中心，点为三角形三边中点，设点电荷在某点产生电势为为点电荷电量，为到点电荷的距离，关于四点电场强度大小及电势高低，下列说法正确的是() A.点场强大小，电势为 B.点场强大小为，电势为 C.点和点场强大小相等，电势不同 D.电子由点沿直线移动到点过程中，加速度减小，电势能增大 【答案】B 【解析】A.根据对称性可知、两个点电荷在点产生的电场强度大小相等，均为 处点电荷在点产生的电场强度方向分别如图所示 根据电场强度的叠加法则可得点的电场强度大小为 根据点电荷在某点产生电势 可得点的电势分别为 故A错误； B.两个正点电荷在点的合场强为零，故点的场强即为负电荷在点产生的场强，即 根据点电荷在某点产生电势 可得点的电势分别为 故B正确； C.根据等量同种电荷的电场分布特点以及点电荷的电场分布特点可知，点和点场强大小相等，根据点电荷在某点产生电势 可得点和点的电势分别为， 可知这两点电势相等，故C错误； D.电子由点沿直线移动到点过程中，电场强度减小，电子受到的电场力减小，其加速度减小，电场力一直做正功，电势能减少，故D错误。 故选B。 ⏳题型02 电势差与电场强度大小的计算 6．（2026·湖南长沙·一模）如图甲所示，圆形区域内存在与圆平面平行的匀强电场（图中未画出），圆的两条直径与间的夹角为，从点向圆内不同方向发射速率相同的不计重力的带正电粒子，发现从圆边界射出的粒子中点射出的粒子速度最大。以为坐标原点，沿方向建立坐标轴，点的坐标为，轴上从到的电势变化如图乙所示，则（　　） A．圆边界上点电势最高 B．电场强度 C．点的电势为 D．把一电子从点移到点电场力做功 【答案】BD 【详解】AB．从D点射出的粒子速度最大，说明电场力做功最多，粒子沿电场线方向的位移最大，可知电场强度沿着CD方向；沿着电场线方向电势逐渐降低，所以圆边界上D点电势最低。 已知圆半径 则有 解得，故A错误，B正确； C．因B点电势为零， 解得，故C错误； D．C、D间的电势差为 把一电子从D点移到C点电场力做功为，故D正确。 故选BD。 7.（2026·湖南长沙·二模）如图所示，底边长、高的正六棱柱置于匀强电场中。已知、、、，下列说法正确的有（　　） A．A点电势 B．B点电势 C．电场强度大小 D．电场强度大小 【答案】AD 【详解】如图，过E点作DE延长线，过F作垂线交DE延长线于P点，由几何关系，分析知，则PF为等势线、PD为平面ABCDEF分场强方向。，EA、DB均为等势线，、，A正确、B错误； 平面ABCDEF分场强 垂直平面方向分场强 场强，C错误，D正确。 故选AD。 8.（2026·湖南衡阳·二模）如图所示，在平面直角坐标系内，有一等腰直角三角形，底边在轴上，底边的中点与坐标原点重合，长度为1m。测得点电势为，点电势为，点电势为，已知，则匀强电场的场强大小约为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】将电场分解为、 设原点的电势为，所以有 解得 所以 又因为 所以 所以总电场 故选C。 9.(2026·山东省青岛市·期末考试)如图所示，棱长的正四面体置于匀强电场中。已知、、、分别为棱、、、的中点，其电势为、、、，则匀强电场的电场强度大小为() A. B. C. D. 【答案】C 【解析】取、中点，与相连找到等势线，电场线垂直于等势线，正四面体中电场线方向的距离，电势差， 则。 故选C。 10.（多选）(2026·广东省·期末考试)反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于轴，其电势随的分布如图所示。一质量，电荷量的带负电的粒子从点由静止开始，仅在电场力作用下在轴上往返运动。则() A.轴左侧电场强度和右侧电场强度的大小之比 B.粒子在区间运动过程中的电势能减小 C.该粒子运动过程中电势能变化量的最大值为 D.该粒子运动的周期 【答案】ACD 【解析】A.由图可知：根据可知： 左侧电场强度： 右侧电场强度： 所以，故A正确； B.负电荷在电势低的地方电势能大，从区间电势在降低，则电势能在增加，故B错误； C.电荷只受电场力，电场力做功等于电势能的变化量，根据，故电势变化量的最大值为，故C正确； D.设粒子在原点左右两侧运动的时间分别为、，在原点时的速度为，根据动能定理： 由运动学公式有 同理可知： 而周期： 联立解得：，故D正确。 故选ACD。 ⏳题型03 等势面及运动轨迹问题 11.（2025·湖南永州·一模）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电场力的作用，实线描绘出了其运动轨迹，虚线表示等势线，各等势线关于轴对称，、、、分别是轨迹与等势线的交点。已知电子在经过点时动能为，各等势线的电势标注在图中，则（　　） A．电子从运动到，电场力做正功 B．、两点的电势和电场强度均相同 C．电子在经过等势线点时的动能为 D．电子从运动到，电势能逐渐先减小后增大 【答案】AD 【详解】A．由题图可知，点电势高于点电势，电子带负电，根据可知，电子从运动到，电势能减小，则电场力做正功，故A正确； B．根据题图和对称性可知，、两点的电势相同，电场强度大小相等，但方向不同，故B错误； C．电子在电场中仅受电场力作用，所以电势能与动能之和保持不变，则有 其中，，，可得电子在经过等势线点时的动能为，故C错误； D．电子从运动到，电势先增大后减小，根据可知，电势能逐渐先减小后增大，故D正确。 故选AD。 12.（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。 13.(2026·广东省中山市·其他类型)电子显微镜在科研中有广泛应用，电子透镜是其核心部分，电子枪发射电子束，电子通过电场构成的电子透镜时发生会聚或发散。电子透镜的电场的等势线分布如图中虚线所示，一电子仅在静电力作用下运动，运动轨迹如图中实线所示，、、、是轨迹上的四个点。则() A.电场中处的电场强度与处相同 B.电子在处的受力方向与虚线相切 C.电子从运动到处，点的速度大于点的速度 D.电子从运动到的过程，电势能逐渐增大 【答案】C 【解析】A.根据电场线与等势线垂直，沿电场线方向电势降低，可知、点的电场强度方向不相同，故A错误； 处电场线与虚线在该点的切线垂直，所以电子受到的静电力方向与虚线在该点的切线垂直，故B错误； 电子从到运动时，电势逐渐升高，根据，可知电子的电势能逐渐减小，根据能量守恒可知，动能增加，则点的速度大于点的速度，故C正确，D错误。 故选C。 14.(2026·山东省·月考试卷)如图所示，实线、、、为电场中的等势线，电势分别为、、、，、为电场中的两个点。一带正电的粒子仅在电场力的作用下沿虚线从点运动到点，下列说法正确的是() A.电场力对粒子先做正功后做负功 B. C.粒子在点的加速度大于在点的加速度 D.电子在点的电势能大于在点的电势能 【答案】C 【解析】由粒子的运动轨迹可知，电场力先做负功后做正功，A错误 由选项分析可知，粒子的电势能先增大后减小，由公式可知，等势面的电势最低，等势面的电势最高，B错误 由于点电势高，则电子在点的电势能小，D错误 等势面的疏密程度反应场强的大小，由图可知点的场强大于点，故粒子在点所受静电力大，加速度大，C正确。 15．（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。 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 1．（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。 2．（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。 3．（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。 4．（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。 5．（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。 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。 1．（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。 2．（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。 3．（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。 4．（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。 5．（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a、b、c、d四点中电势最高的是（　　） A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 【答案】D 【解析】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。 6．（2025·河南·高考真题）如图，在与纸面平行的匀强电场中有a、b、c三点，其电势分别为；a、b、c分别位于纸面内一等边三角形的顶点上。下列图中箭头表示a点电场的方向，则正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】 匀强电场中任意两点间的中点电势等于这两点的平均值，可知ac中点d的电势与b点相同，bd的连线为该匀强电场的等势面。电场线垂直于等势面且由高电势指向低电势，故电场线沿ac方向且由a指向c，C选项正确。 故选C。 7．（2025·北京·高考真题）某小山坡的等高线如图，M表示山顶，是同一等高线上两点，分别是沿左、右坡面的直滑道。山顶的小球沿滑道从静止滑下，不考虑阻力，则（　　） A．小球沿运动的加速度比沿的大 B．小球分别运动到点时速度大小不同 C．若把等高线看成某静电场的等势线，则A点电场强度比B点大 D．若把等高线看成某静电场的等势线，则右侧电势比左侧降落得快 【答案】D 【解析】A．等高线越密集，坡面越陡，根据牛顿第二定律可得（为坡面与水平面夹角），MB对应的等高线更密集，坡面更陡，小球沿着MB运动时加速度比沿着MA运动时加速度大，A错误； B．A、B在同一等高线，小球下落高度相同，根据机械能守恒，运动到A、B点时速度大小相同，B错误； C．等势线越密集，电场强度越大，B处等势线更密集，A点电场强度比B点小，C错误； D．等势线越密集，电势降落越快，右侧等势线更密集，右侧电势比左侧降落得快，D正确。 故选D。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 第40讲静电场中能的性质（专项训练） 区题型01 描述电场能性质物理量的理解及应用 1.【答案】B 2.【答案】B 3.【答案】AB 4.【答案】D 5.【答案】B 区题型02电势差与电场强度大小的计算 6.【答案】BD 7.【答案】AD 8.【答案】C 9.【答案】C 10.【答案】ACD ☒题型03 等势面及运动轨迹问题 11.【答案】AD 12.【答案】C 13.【答案】C 14.【答案】C 15.【答案】B h 重难·创新演练 1.【答案】C 1/2 西学科网·上好课 www.zxxk.com 上好每一堂课 2.【答案】A 3.【答案】D 4.【答案】D 5.【答案】D 真题实战演练 1.【答案】C 2.【答案】A 3.【答案】C 4.【答案】C 5.【答案】D 6.【答案】C 7.【答案】D 2/2