1.5 电势 电势差(课件PPT)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中物理必修第三册（教科版）

该高中物理课件聚焦静电场中的电势、电势差及等势面核心知识，通过小灯泡演示实验、静电计测量电势差等实验导入，结合重力场类比，衔接电场线、电势能前序内容，搭建递进式学习支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，通过实验观察与U=Ed理论推导深化理解，用等高线类比等势面培养模型建构能力，情境思辨和例题解析落实物理观念。学生能直观掌握抽象概念，教师可高效推进素养教学。

5.电势　电势差 第一章　静电场 1 素养目标 物理观念：1.理解电势的定义、定义式、单位，能根据电场线判断电势高低。2.知道等势面，理解等势面的特点。3.知道典型电场的等势面特点。科学思维：1.能用比值法定义电势。2.能通过类比等高线理解等势面。3.会根据电场线和等势面的规律分析带电体的运动轨迹问题。 科学探究：1.实验探究：通过小灯泡演示实验、静电计测量电势差等，观察现象，分析解释原因。2.理论探究与推导：探究静电力做功的特点、电势能与电场力做功的关系，并推导匀强电场中电势差与电场强度的关系（U＝Ed）。3.类比与迁移方法：将抽象的电场概念与熟悉的重力场进行类比。 科学态度与责任：1.认识“场”是客观物质。2.培养严谨、实事求是的科学态度。3.通过生活实例（如世界杯足球赛的“跨步电压”激发学生求知欲）。4.增强社会责任感。 2 目 录 CONTENTS 基础知识落实 核心要点突破 教学效果检测 课时作业 3 基础知识落实 目 录 4 知识点一　电势 1. 定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量 ⁠。 2. 公式：φ＝ ⁠。 3. 单位：国际单位制中，电势的单位是伏特，符号为V，1 V＝1 J/C。 4. 特点 （1）相对性：电场中各点电势的高低，与所选取的零电势点的位置有 关，一般情况下取 或地球为零电势点。 （2）标矢性：电势是 ，只有大小，没有方向，但有正负。 的比　 　 无穷远　 标量　 5. 与电场线关系：沿电场线方向电势 ⁠。 逐渐降低　 目 录 物 理·必修第三册（JK） 知识点二　电势差　电势和电势差的正负 1. 定义：电场中A、B两点的电势之差 为A、B两点的电势差。 2. 公式：UAB＝ ，UAB＝ ⁠。 3. 单位：伏特，简称伏。符号是 ⁠。 4. 电场力做功与电势差的关系：UAB＝ ⁠。 5. 电势与电势差的正负 （1）若UAB＞0，则φA＞φB。 （2）某点电势的正负与 的选取有关，两点间电势差的正负 及数值，都与零电势点的选取 ⁠。 （3）沿电场线方向，电势逐渐 ⁠。 φA－φB　 φA－φB　 －UBA　 V　 　 零电势点　 无关　 降低　 目 录 物 理·必修第三册（JK） 知识点三　等势面 1. 等势面 （1）定义：电场中电势 的各点构成的曲面。 （2）特点 ①同一等势面上任何两点之间的电势差为 ⁠。 ②等势面与电场线一定是处处 ⁠。 ③不同的等势面不能 ⁠。 相等　 零　 垂直　 相交　 目 录 物 理·必修第三册（JK） 2. 几种常见电场的等势面 电场 等势面的特点 示意图 点电荷 的电场 等势面是一系列以点电荷为球心 的 ，如图中虚线所示 等量异种电 荷的电场 左右对称，过两点电荷连线中点 的 是一个等势面，如图 中虚线所示 球面　 中垂面　 目 录 物 理·必修第三册（JK） 电场 等势面的特点 示意图 等量同种电 荷的电场 左右对称，以正电荷为例，如图中 虚线所示 匀强电场 等势面是与电场线垂直的、间 距 ⁠且相互平行的一簇平 面，如图中虚线所示 相等　 目 录 物 理·必修第三册（JK） 　如图所示，质子从静止开始在一条电场线上从a点运动到b点。判断下列说法的正误。 （1）电势是电场具有的性质，与质子无关。（　√　） （2）质子在上述电场线上从a点运动到b点，电势能增加。 （　×　） √ × （3）a点所在的等势面的电势高于b点所在的等势面的电势。 （　√　） √ （4）若使质子沿着所在的等势面运动一周，电场力不做功。 （　√　） √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 核心要点突破 目 录 11 要点一　对电势和电势差的理解与计算 如图所示的匀强电场，电场强度为E，取O点为零电势能点，A点距O点的 距离为l，A、O连线与电场强度反方向的夹角为θ。 目 录 物 理·必修第三册（JK） （1）电荷量分别为q和2q的正检验电荷在A点的电势能分别为多少？ 提示： 电荷量分别为q和2q的正检验电荷在A点的电势能分别为Eqlcos θ、2Eqlcos θ。 （2）电势能与电荷量的比值是否相同？ 提示： 电势能与电荷量的比值相同，都为Elcos θ。 （3）电势能与电荷量的比值与检验电荷的电荷量是否有关系？ 提示： 无关。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 1. 电势的性质 相对性 电势是相对的，电场中某点的电势高低与零电势点的选取有 关。通常将离场源电荷无穷远处或大地选为零电势点 固有性 电场中某点的电势大小是由电场本身的性质决定的，与在该点 是否放有电荷及所放电荷的电荷量和电势能均无关 标量性 电势是只有大小、没有方向的物理量，在规定了零电势点后， 电场中各点的电势可能是正值，也可能是负值。正值表示该点 的电势高于零电势点；负值表示该点的电势低于零电势点。显 然，电势的正负只表示大小，不表示方向 目 录 物 理·必修第三册（JK） 2. 电势高低的判断方法 （1）电场线法：沿电场线方向，电势越来越低。 （2）电势能判断法：对于正电荷，电势能越大，所在位置的电势越高； 对于负电荷，电势能越小，所在位置的电势越高。 3. 电势的求解 由φ＝求电势时，必须将各物理量的“＋”“－”直接代入计算，因为电 势和电势能的正负表示大小。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 4. 电势与电势差的对比 电势φ 电势差U 区 别 定义 电势能与电荷量的比值，φ＝ 电场中两点电势的差值，UAB＝ φA－φB 决定 因素 由电场和在电场中的位置决定 由电场和场内两点位置决定 相对性 有，与零电势位置的选取有关 无，与零电势位置的选取无关 目 录 物 理·必修第三册（JK） 电势φ 电势差U 联 系 数值关系 UAB＝φA－φB，当φB＝0时，UAB＝φA 单位 相同，均是伏特（V） 标矢性 都是标量，且均具有正负 物理意义 均是描述电场能性质的物理量 目 录 物 理·必修第三册（JK） 如果把q＝1.0×10－8 C的正电荷从无穷远处移到电场中的A点，需要 克服电场力做功W＝1.2×10－4 J，则： （1）q在A点的电势能和A点的电势各是多少？ 答案： 1.2×10－4 J　1.2×104 V 解析： 静电力做负功，电势能增加，无穷远处的电势为零，电荷在 无穷远处的电势能也为零， 即φ∞＝0，Ep∞＝0。由W∞A＝Ep∞－EpA 得EpA＝Ep∞－W∞A＝0－（－1.2×10－4 J） ＝1.2×10－4 J 那么φA＝＝1.2×104 V。 目 录 物 理·必修第三册（JK） （2）q未移入电场前，A点的电势是多少？ 答案： 1.2×104 V 解析： 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q 未移入电场前，A点的电势仍为1.2×104 V。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 1. 〔多选〕下列说法正确的是（　　） A. 电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关 B. 电势差是一个标量，但有正、负之分 C. 由于电场力做功跟移动电荷的路径无关，所以电势差也跟移动电荷的路 径无关，只跟这两点的位置有关 D. A、B两点的电势差是恒定的，不随零电势点的不同而改变，所以UAB＝ UBA √ √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　电势具有相对性，与零电势点的选取有关，电势差是标量，有 正、负之分，但与零电势点的选取无关，故选项A错误，B正确；电势差为 电场中两点之间电势的差值，与移动电荷的路径无关，故选项C正确；由 于UAB＝φA－φB，UBA＝φB－φA，所以UAB＝－UBA，故选项D错误。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 2. 关于电势差UAB和电势φA、φB的理解，正确的是（　　） A. 电势与电势差均是相对量，均与零电势点的选取有关 B. 由于电势是相对的，所以无法比较电场中两点的电势高低 C. φA、φB都有正负，所以电势是矢量 D. 若φB＝0，则φA＝UAB √ 解析： 　电势差与零电势点的选取无关，A错误；电势是相对的，但电势 高低（电势差）是绝对的，B错误；电势虽有正、负之分，但电势是标 量，C错误；由UAB＝φA－φB知，若φB＝0，则φA＝UAB，D正确。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 3. （2026·内江六中高二段考）如图是一个点电荷电场中一条方向水平向 右的电场线，a、b、c为该电场线上的三个点，下面说法正确的是（　　） A. a点场强方向与b点场强方向相同 B. a点场强一定大于b点场强 C. a点电势一定小于b点电势 D. 该点电荷一定带正电 √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 电场线的切线方向为场强的方向，由题图可知，a点场强方向与 b点场强方向相同，故A正确；电场线密集的地方场强大，电场线稀疏的地 方场强小，由于只有一条电场线，所以无法判断a点和b点的场强大小关 系，故B错误；沿着电场线方向，电势降低，故a点电势一定大于b点电 势，故C错误；只有一条电场线不能判断该电荷的情况，所以无法判断是 不是正电荷，故D错误。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 要点二　等势面的理解与应用 　等高面上各点对应的高度是相等的，等高面是什么形状的？等势面上各 点的电势是相等的，电场中的等势面形状有何特点？ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 提示：若认为地球表面是水平面，则等高面是水平面，若认为地球表面是 球面，则等高面是球面，球心为地心；带电体的等势面是与电场线垂直的 面，形状与带电体的形状有关，离导体越近，等势面的形状与导体形状越 接近，离导体越远，等势面的形状越接近球面。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 1. 等势面的特点 （1）在等势面内移动电荷，电场力不做功。 （2）在空间中两等势面不相交。 （3）电场线总是和等势面垂直，且从电势较高的等势面指向电势较低的 等势面。 （4）在电场线密集的地方，等差等势面密集；在电场线稀疏的地方，等 差等势面稀疏。 （5）等势面的分布与零电势点的选取无关。 （6）等势面是为了描述电场而假想的面。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 2. 等量同种和等量异种电荷连线及中垂线上电势的分布规律 （1）等量正点电荷（如图甲所示）：连线上中点O的电势最低，在中垂线 上O点的电势却最高，从中点沿中垂线向两侧，电势逐渐降低，连线上和 中垂线上关于中点对称分布的点电势相等。 （2）等量负点电荷：连线上中点的电势最高，中垂线上该点的电势最 低。从中点沿中垂线向两侧，电势逐渐升高，连线上和中垂线上关于中点 对称分布的点电势相等。 目 录 物 理·必修第三册（JK） （3）等量异种点电荷（如图乙所示）：在从正电荷到负电荷的连线上电 势逐渐降低，φA'＞φA，中垂线是一等势线，φB＝φB'，若沿中垂线移动电 荷，电场力不做功。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 〔多选〕如图所示，真空中M、N处分别放置两等量异种电荷，a、 b、c表示电场中的3条等势线，d点和e点位于a等势线上，f点位于c等势线 上，df平行于MN。以下说法正确的是（　AB　） AB A. d点的电势高于f点的电势 B. d点的电势与e点的电势相等 C. 若将一负试探电荷沿直线由d点移动到f点， 则静电力先做正功、后做负功 D. 若将一正试探电荷沿直线由d点移动到e点，试探电荷的电势能增加 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析：电场线从M指向N，而沿电场方向电势降低，所以d点的电势高于f点 的电势，选项A正确；d点和e点在同一条等势线上，所以两点电势相等， 选项B正确；若将一负试探电荷沿直线由d点移动到f点过程中，静电力方向 与运动方向夹角为钝角，所以静电力一直做负功，选项C错误；若将一正 试探电荷沿直线由d点移动到e点，过程始末试探电荷的电势相等，所以静 电力做功为零，电势能不变，选项D错误。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 1. 〔多选〕如图所示是两个等量异种点电荷，周围有1、2、3、4、5、6各 点，其中1、2之间距离与2、3之间距离相等，2、5之间距离与2、6之间距 离相等。两条虚线互相垂直且平分，那么关于各点电场强度和电势的叙述 正确的是（　　） A. 1、3两点电势相同 B. 5、6两点电场强度相同 C. 4、5两点电势相同 D. 1、3两点电场强度相同 √ √ √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　沿着电场线方向电势降低，两点电荷连线上电场线方向从3 指向1，则3的电势高于1的电势，故A错误；根据对称性，5、6两点处电场 线疏密程度相同，电场强度大小相等，方向都与两点电荷连线的中垂线垂 直向左，则5、6两点电场强度相同，故B正确；等量异种点电荷连线的中 垂线是一条等势线，所以4、5两点电势相同，故C正确；等量异种点电荷 电场线的分布具有对称性，1、3两点电场强度大小相同，方向均向左，故 D正确。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 2. 〔多选〕如图所示的三个同心圆是以点电荷－Q为圆心的等势面，下列 说法正确的是（　　） A. 一个点电荷＋q在B点所受的静电力比在A点的小 B. 一个点电荷＋q在B点具有的电势能比在A点的小 C. 将同一电荷由B点移到D点比由B点移到C点静电力 做功多 D. 将电荷＋q由B点移到C点，静电力做正功 √ √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　由负点电荷产生的电场特点可知EA＞EB，故＋q在B点所受的 静电力比在A点的小，A正确；沿电场线方向电势降低，则φA＜φB，由Ep＝ qφ可知EpB＞EpA，B错误；WBD＝EpB－EpD，WBC＝EpB－EpC，因为φC＝φD， 则EpC＝EpD，故WBD＝WBC，C错误；WBC＝EpB－EpC＝qφB－qφC，因为φB＞ φC，所以WBC＞0，D正确。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 要点三　电场力做功与电势差的关系 在如图所示的电场中有A、B两点，若选取无穷远处为零电势点，A、B两点 的电势分别为φA、φB。 目 录 物 理·必修第三册（JK） （1）A、B两点的电势差UAB是多少？若把某电荷q从A移到B，电荷的电势 能变化了多少？ 提示： UAB＝φA－φB，电势能的变化量为ΔEp＝EpB－EpA＝q（φB－ φA）。 （2）根据电场力做功与电势能变化的关系，求电场力对该电荷做的功。 提示： WAB＝EpA－EpB＝qφA－qφB＝q（φA－φB）＝qUAB。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 1. 对公式WAB＝qUAB和UAB＝的理解 （1）公式WAB＝qUAB适用于任何电场，式中UAB为A、B两点间的电势差， WAB为q从初位置A运动到末位置B时电场力做的功。 （2）电势差UAB仅与电场中A、B两点的位置有关，不能认为UAB与WAB成正 比，与q成反比，只是可以利用来计算A、B两点间的电势差。 （3）WAB＝qUAB中，电场力做的功WAB与移动电荷q的路径无关，只与初、 末位置的电势差有关。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 2. 应用公式UAB＝解题的两种思路 （1）将各量均带正负号运算：WAB的正、负表示正、负功；q的正、负表 示电性，UAB的正、负反映φA、φB的高低。计算时W与U的角标要对应，即 WAB＝qUAB，WBA＝qUBA。 （2）将各量的绝对值代入运算：W、q、U均代入绝对值，然后再结合题 意判断电势的高低。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 有一电荷量q＝－3×10－6 C的点电荷，从电场中的A点移到B点时克 服电场力做功6×10－4 J，从B点移到C点时电场力做功9×10－4 J。 （1）求A与B，B与C，C与A间的电势差； 答案： 200 V　－300 V　100 V 解析： 负点电荷从A点移到B点时克服电场力做功，则WAB＝－6×10 －4 J，从B点移到C点时电场力做正功，则WBC＝9×10－4 J。 A、B间的电势差UAB＝＝ V＝200 V， B、C间的电势差UBC＝＝ V＝－300 V， C、A间的电势差UCA＝－UAC＝－（UAB＋UBC）＝100 V。 目 录 物 理·必修第三册（JK） （2）取B点为零电势点，求A、C两点的电势。 答案： 200 V　300 V 解析：取B点为零电势点，则 由UAB＝φA－φB得A点的电势φA＝UAB＝200 V， 由UBC＝φB－φC得C点的电势φC＝－UBC＝300 V。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 规律方法 求解电场力做功的常用方法 （1）功的定义法：W＝qEd，仅适用于匀强电场，公式中d表示始、末位置 沿电场线方向的距离。 （2）电势差法：WAB＝qUAB，既适用于匀强电场，又适用于非匀强电场， 计算时要注意带符号运算。 （3）电势能变化法：WAB＝－ΔEp＝EpA－EpB，适用于任何电场。 （4）动能定理法：W电场力＋W其他力＝ΔEk，适用于任何电场。 四个公式中，前三个公式可以互相导出，应用时要注意它们的适用条件， 要根据具体情况灵活选用公式。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 1. 对于电场中A、B两点，下列说法正确的是（　　） A. 由UAB＝可知，两点间的电势差UAB与电场力做功WAB成正比，与移 动电荷的电荷量q成反比 B. A、B两点间的电势差在数值上等于将正电荷从A点移到B点电场力所做 的功 C. 将1 C的正电荷从A点移到B点，电场力做了1 J的正功，这两点间的电势 差为1 V D. 电荷由A点移到B点的过程中，除受电场力外，还受其他力的作用，电 荷电势能的变化量就不再等于电场力所做的功 √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　电场中两点间的电势差由电场本身决定，与移动电荷的电荷量q 和电场力做的功WAB无关，A错误；A、B两点间的电势差等于将正电荷从A 点移到B点电场力所做的功与正电荷的电荷量之比，B错误；将1 C的正电 荷从A点移到B点，电场力做了1 J的正功，由UAB＝可得这两点间的电 势差为1 V，C正确；电荷在电场中移动，电场力做功，不论电荷是正电荷 还是负电荷，不论电荷是否还受其他力的作用，其电势能的变化量都等于 电场力所做的功，D错误。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 2. 〔多选〕若在某电场中将5.0×10－8 C的正电荷由A点移到B点，电场力 做功6.0×10－3 J，则（　　） A. A、B两点间的电势差是1.2×105 V B. A、B两点间的电势差是3.0×10－10 V C. 若在A、B两点间由A至B移动2.5×10－8 C的正电荷，则电场力做功 3.0×10－3 J D. 若在A、B两点间由A至B移动1.0×10－7 C的正电荷，则电场力做功 3.0×10－17 J √ √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　由公式W＝qU可得，电势差U＝＝ V＝1.2×105 V， 选项A正确，B错误；若移动2.5×10－8 C的正电荷，电场力做功W2＝q2U ＝2.5×10－8×1.2×105 J＝3.0×10－3 J，选项C正确；若移动1.0×10－7 C 的正电荷，电场力做功W3＝q3U＝1.0×10－7×1.2×105 J＝1.2×10－2 J， 选项D错误。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 要点回眸 目 录 物 理·必修第三册（JK） 教学效果检测 目 录 48 1. （2026·内江六中10月月考）如图所示是某区域的电场线分布情况，A、 B、C是电场中的三个点。对它们有下列判断，其中正确的是（　　） A. 场强EA＞EB，电势φA＜φB B. 场强EA＞EC，电势φA＜φC C. 将带正电的小球由A移动到B，电势能增加 D. 用绝缘杆将带正电的小球从B沿直线移动到C，小球的加速 度逐渐减小 √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　根据电场线疏密表示电场强度大小可知，B处电场线最密，C处 电场线最疏，则EB＞EA＞EC，沿电场线方向电势降低则φB＞φA＞φC，故 A、B错误；由于φB＞φA，则带正电的小球在A点的电势能小于B点的电势 能，所以将带正电的小球由A移动到B，电势能增加，故C正确；要使小球 从B沿直线移动到C，说明小球除受重力与电场力外还应受杆的作用力，由 于电场力方向和大小均变化，则无法确定加速度大小的变化，故D错误。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 2. 〔多选〕在静电场中，将一正电荷从a点移到b点，电场力做了负功，则 （　　） A. 该电荷的动能可能减小 B. b点的电场强度一定比a点大 C. b点的电势一定比a点高 D. 电场强度方向一定由b指向a √ √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　若只有电场力做负功，则该电荷的动能一定减小，若还有其他 力做功，则电荷的动能不一定减小，选项A正确；由于电场力做功正负与 电场强度的大小没有直接关系，故无法判断a、b两点电场强度大小，选项 B错误；电场力做负功，则电荷电势能增加，又由于正电荷在高电势点电 势能较大，则b点的电势一定比a点电势高，但是电场强度方向不一定由b 指向a，选项C正确，D错误。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 3. 图甲是某电场中的一条电场线，a、b是这条线上的两点，一负电荷只受 电场力作用，沿电场线从a运动到b。则在这个过程中，电荷的速度—时间 图像如图乙所示，请比较a、b两点电势的高低和电场强度的大小（　　） A. φa＞φb，Ea＜Eb B. φa＜φb，Ea＝Eb C. φa＜φb，Ea＞Eb D. φa＞φb，Ea＝Eb √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　负电荷从a运动到b，由速度—时间图像得到负电荷做减速运 动，故电场力方向向左，因负电荷受到的电场力方向与电场强度方向相反，故电场强度方向向右，沿电场强度方向，电势降低，故φa＞φb；因为图线的斜率不变，故加速度不变，因此电场力不变，所以电场强度不变，即Ea＝Eb，D正确。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 4. 如图所示，在点电荷Q形成的电场中，已知a、b两点在同一等势面上， c、d两点在另一等势面上。甲、乙两个带电粒子的运动轨迹分别为曲线acb 和adb，已知乙粒子带正电且只受静电力作用。那么下列判断正确的是 （　　） A. 甲粒子在b点的电势能比在c点小 B. 乙粒子在d点速度最大 C. a、b两点电场强度相同 D. d点电势比b点电势高 √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　根据乙粒子的运动轨迹及乙粒子带正电的条件，可知点电荷Q带 正电，甲粒子带负电，甲粒子从c向b运动过程中，电场力做负功，甲粒子 的电势能增大，则Epb＞Epc，选项A错误；对于乙粒子，从d向b运动过程 中，电场力对粒子做正功，粒子的电势能减少，则Epb＜Epd，故φb＜φd，选 项D正确；根据动能定理，电场力对乙粒子先做负功后做正功，粒子的动 能先减小后增大，乙粒子在d点速度最小，选项B错误；根据正点电荷电场 的特点可知，a、b两点电场强度的大小相等，但方向不同，选项C错误。 目 录 物 理·必修第三册（JK） 课时作业 目 录 57 1. 在静电场中，关于电势与电场强度的关系，下列说法正确的是（　　） A. 电势为零地方，电场强度也为零 B. 电场强度的方向就是电势降低最快的方向 C. 根据电势公式，电势与电荷的电荷量有关 D. 沿着电场线的方向电势逐渐降低，电场强度也逐渐减小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 √ 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　电场强度和电势没有直接关系，电势为零的地方，电场强度可 以不为零，A错误；电场强度的方向与等势面垂直，沿电场线的方向，电 势降低，即电场强度的方向是电势降低最快的方向，B正确；电势φ＝， 是比值法定义的，零电势的选取可以是任意的，某处的电势大小与该处有 无电荷无关，C错误；沿电场线的方向电势降低，电场线密的地方电场强 度大，电场线稀疏的地方电场强度小，因此沿电场线的方向电势逐渐降 低，但电场强度不一定逐渐减小，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册（JK） 2. 一电荷量为＋q的试探电荷位于电场某点时，其电势能为Ep，若把该试 探电荷的电荷量变为－3q，电场中该点的电势为（　　） A. B. － C. D. － √ 解析： 　根据电势的定义式有φ＝，上述表达式是比值定义式，电势由 电场本身决定，与试探电荷无关，即若把该点电荷换成电荷量为－3q的点 电荷，电场中该点的电势仍然为。故选A。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册（JK） 3. 〔多选〕一带电粒子在仅受电场力的作用下运动轨迹如图中的实线所 示，图中的虚线是等势面，a、b、c是轨迹上的三个点，下列说法正确的是 （　　） A. 粒子在b点的电势能最大 B. 粒子在c点的速度最小 C. b点的电势最高 D. 粒子运动的轨迹可能是从a→b→c √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 依题意，根据电场线与等势线垂直，且粒子受到 的电场力的方向指向运动轨迹的凹侧，可知粒子所受电场力 如图所示。无论粒子从a→b→c还是从c→b→a，电场力均先 做负功再做正功，电势能均先增大后减小，由图知b点为拐 点，所以根据功能关系可知，粒子在b点电势能最大，动能最小，速度最小，A正确，B错误；由于粒子电性未知，只能确定电场力方向，无法确定电场强度的方向，电势的高低也无法确定，C错误；无论粒子是从a→b→c还是从c→b→a都是可能的，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册（JK） 4. 〔多选〕图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α 粒子的运动轨迹。在α粒子从a运动到b、再运动到c的过程中，下列说法正 确的是（　　） A. 动能先增加，后减少 B. 电势能先减少，后增加 C. 电场力先做负功，后做正功，总功等于0 D. 加速度先变大，后变小 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　α粒子受到斥力的作用，该斥力为电场力，根据电场力做功特 点可知：从a运动到b的过程中电场力做负功，电势能增加，动能减小，从 b到c的过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加；整个过程中由于a 与c在同一等势面上，故电场力做的总功为零，同时由于整个过程中不存在 除电势能和动能外其他能量的转化，故α粒子在a、c两点的动能相等，A、 B错误，C正确；整个过程中，α粒子只受到电场力的作用，由库仑定律可 知距离原子核越近，电场力越大，故由图可知，从a到b的过程中，α粒子 受到的电场力越来越大，从b到c的过程中，电场力越来越小，结合牛顿第 二定律可知，加速度先变大，后变小，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册（JK） 5. 〔多选〕（2023·海南高考12题）如图所示，正三角形三个顶点固定三 个等量电荷，其中A、B带正电，C带负电，O、M、N为AB边的四等分点， 下列说法正确的是（　　） A. M、N两点电场强度相同 B. M、N两点电势相同 C. 负电荷在M点电势能比在O点时要小 D. 负电荷在N点电势能比在O点时要大 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　根据电场强度叠加原理以及对称性可知，M、N两点的电场强 度大小相同，但是方向不同，A错误；由对称性可知在A、B处的正电荷在 M、N两点产生的电势相等，在C点的负电荷在M、N两点产生的电势也相 等，则M、N两点电势相等，B正确；负电荷从M移到O，因A、B两电荷对 负电荷的库仑力的合力从O指向M，则该力对负电荷做负功，C点的负电荷 也对该负电荷做负功，可知三个电荷对该负电荷的合力对其做负功，则该 负电荷的电势能增加，即负电荷在M点的电势能比在O点小，同理可知负 电荷在N点的电势能比在O点小，C正确，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册（JK） 6. 〔多选〕如图所示为带电体周围分布的三个等差等势面，其中a、b、c 是等势面上的三个点。已知带电体带正电，则下列说法正确的是（　　） A. a点的电势一定高于b点的电势 B. a点的电场强度一定大于b点的电场强度 C. 带负电的试探电荷在a、c两点的电势能相等 D. 将带负电的试探电荷由c点移到b点，电场力做负功 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　带电体带正电，a点的电势一定低于b点的电势，A错误；图中 等势面为等差等势面，等差等势面的疏密程度反映电场强度大小，a点的 电场强度一定大于b点的电场强度，B正确；a、c两点的电势相等，带负电 的试探电荷在a、c两点的电势能相等，C正确；将带负电的试探电荷由c点 移到b点，电场力做正功，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册（JK） 7. （2026·四川广安实验中学10月月考）如图所示，空间存在足够大的水 平方向的匀强电场，绝缘的曲面轨道处于匀强电场中，曲面上有一带电金 属块在力F的作用下沿曲面向上移动。已知金属块在向上移动的过程中， 力F做功40 J，金属块克服静电力做功10 J，金属块克服摩擦力做功20 J， 重力势能改变了30 J，则（　　） A. 电场方向水平向左 B. 电场方向水平向右 C. 在此过程中金属块电势能减少20 J D. 在此过程中金属块机械能增加10 J √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　因为不知道带电金属块的电性，所以无法判断电场方向，故A、 B错误；克服电场力做功为10 J，则电势能增加10 J，故C错误；机械能的 改变量等于除重力以外的其他力所做的总功，故应为ΔE＝40 J－10 J－20 J ＝10 J，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册（JK） 8. 为避免闪电造成损害，高大的建筑物会装有避雷针，已知产生闪电的积 雨云底层带负电，由于静电感应，避雷针的尖端带上了正电。图中虚线为 避雷针周围的等差等势线，a、b两点的场强大小分别为Ea、Eb，a、b两点 的电势分别为φa、φb，一带负电的雨滴从a下落至b，则（　　） A. φa＞φb B. Ea＞Eb C. 雨滴在a点的电势能小于在b点的电势能 D. 雨滴从a下落至b的过程中，电势能减少 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　电场线由正电荷出发终止于负电荷，则电场线方向向上，沿电 场线方向电势降低，则φa＜φb，故A错误；等差等势线的疏密表示电场的 强弱，则Ea＜Eb，故B错误；因φa＜φb，雨滴带负电，负电荷在电势高的地 方电势能小，所以雨滴在a点的电势能大于在b点的电势能，故C错误；a、 b两点连线上的电场线方向向上，则带负电的雨滴所受电场力方向向下， 向下运动时电场力做正功，电势能减小，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册（JK） 9. （2026·南充白塔中学第二次段考）图中的实线为电场线，但电场线的 方向没有画出，虚线1、2为电场中的两条等势线，两个不同的带电粒子 m、n由图中的O点沿虚线1的切线方向以相同的初速度射入电场，m、n仅 在电场力作用下的轨迹分别如图中的虚线a、b所示。则下列说法正确的是 （　　） A. 粒子m、n的加速度均逐渐增大 B. 粒子m、n的速度均逐渐减小 C. 粒子m电势能增加，粒子n电势能减少 D. 粒子m、n带异种电荷 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　由电场线的疏密程度，可知粒子m的加速度逐渐减小，n的加速 度逐渐增大，故A错误；由粒子的轨迹弯曲方向，可知两粒子带异种电 荷，所受电场力均做正功，粒子m、n的速度均逐渐增大，电势能均逐渐减 小，故B、C错误，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册（JK） 10. 〔多选〕如图所示，虚线为电场中的等差等势面，且φ2＝0，一个带正 电的运动质点通过等势面φ3时具有动能2.0×10－3 J，运动到等势面φ1时速 度为零，除电场力外，质点不受其他力作用，下列说法正确的是（　　） A. 质点通过等势面φ2时，动能等于1.0×10－3 J B. 质点处在等势面φ1时，电势能等于1.0×10－3 J C. 运动中带电质点的总能量2.0×10－3 J D. 质点动能为1.2×10－3 J时，其电势能为－0.2×10－3 J √ √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 根据动能定理知质点从等势面φ1到等势面φ3过程电场力做功 为2.0×10－3 J，则有质点从等势面φ1到等势面φ2过程电场力做功为1.0×10 －3 J，则质点在等势面φ2时的动能为1.0×10－3 J，由于等势面φ2处电势能 为零，则质点的总能量为1.0×10－3 J，故A正确，C错误；质点在等势面φ1 处的动能为零，总能量为1.0×10－3 J，则质点在等势面φ1时的电势能为 1.0×10－3 J，B正确；质点动能为1.2×10－3 J时，因为总能量为1.0×10－3 J，则质点的电势能为Ep＝1.0×10－3 J－1.2×10－3 J＝－0.2×10－3 J，D 正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册（JK） 11. 如图所示，带负电的试探电荷q在光滑绝缘水平面上沿椭圆轨道运动， 正点电荷Q固定在椭圆的一个焦点上，a、b为椭圆长轴的两端点，c、d两 点位于椭圆上且关于长轴ab对称，则（　　） A. a、b两点的电势相同 B. c、d两点的电场强度相同 C. 试探电荷q在a点的电势能大于在d点的电势能 D. 试探电荷q从a运动到d的过程中，静电力做负功 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　点电荷的电场分布及过a、b两点的等势 面如图所示。根据沿电场线方向电势降低可知φb＞ φa，A错误；c、d两点到点电荷距离相等，电场强度 大小相等，但是方向不同，B错误；负电荷在电势 低的地方电势能大，因为φd＞φa，负电荷在a点电势 能大于在d点的电势能，C正确；试探电荷在从a运动到d的过程中电势能减小，静电力做正功，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册（JK） 12. 〔多选〕在如图所示的匀强电场的区域内，由A、B、C、D、A'、B'、 C'、D'作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面ABCD垂直，下列说法正 确的是（　　） A. A、D两点间电势差UAD与A、A'两点间电势差UAA'相等 B. 带正电的粒子从A点沿路径A→D→D'移到D'点，电场力 做正功 C. 带负电的粒子从A点沿路径A→D→D'移到D'点，电势能减少 D. 带电粒子沿对角线AC'与沿路径A→B→B'→C'从A点移到C'点，电场力做的功相同 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册（JK） 解析： 　在匀强电场中，因为AD垂直于电场线，所以φA＝φD，UAD＝ 0，而UAA'≠0，故A错误；因为φD＞φD'，所以沿路径A→D→D'移动正电荷 电场力做正功，移动负电荷电场力做负功，电势能增加，B正确，C错误； 电场力做功与路径无关，只与两点间电势差有关，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 目 录 物 理·必修第三册（JK） $