专题01 电场能的性质（期中专项训练）高二物理上学期人教版

专题01 电场能的性质 1.（2025·甘肃·高考真题）如图，两极板不平行的电容器与直流电源相连，极板间形成非匀强电场，实线为电场线，虚线表示等势面。M、N点在同一等势面上，N、P点在同一电场线上。下列说法正确的是（   ） A．M点的电势比P点的低 B．M点的电场强度比N点的小 C．负电荷从M点运动到P点，速度增大 D．负电荷从M点运动到P点，电场力做负功 2.如图所示，虚线为静电场中的三个等势面。一电子在A点的电势能小于其在B点的电势能，则下列说法正确的是（    ） A． B．电子在A点时的加速度大于其在B点时的加速度 C．将电子在A点由静止释放，其受静电力将增大 D．将电子在A点由静止释放，其电势能将减小 3.（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． 4.（2025广东省广州市普通高中高三下学期第三次模考）有研究表明，当有兴奋情绪时，在人的体表可以测出与之对应的电势变化。某一瞬间人体表面的电势分布如图所示，图中实线为等差等势面，标在等势面上的数值表示该等势面的电势，a、b、c、d为等势面上的点，该电场可等效为两等量异种点电荷产生的电场，a、b为两点电荷连线上对称的两点，c、d为两点电荷连线中垂线上对称的两点。下列说法正确的是（　　） A. a、b两点的电场强度大小相等，方向相反 B. c点的电势大于d点的电势 C. 将带正电的试探电荷从b点移到d点，电场力做负功 D. 负电荷在c点的电势能小于在a点的电势能 5.如图所示为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点，在这一运动过程中克服重力做的功为2.0 J，静电力做的功为1.5 J。下列说法中正确的是(　　) A.粒子带负电 B.粒子在A点的电势能比在B点少1.5 J C.粒子在A点的动能比在B点少0.5 J D.粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J 6.（2025·云南·高考真题）某介电电泳实验使用非匀强电场，该电场的等势线分布如图所示。a、b、c、d四点分别位于电势为－2V、－1V、1V、2V的等势线上，则（   ） A．a、b、c、d中a点电场强度最小 B．a、b、c、d中d点电场强度最大 C．一个电子从b点移动到c点电场力做功为2eV D．一个电子从a点移动到d点电势能增加了4eV 7.(2025·四川省成都市高三二诊） 如图所示，在粗糙绝缘水平地面上关于点对称的两点分别固定两个相同的正点电荷，在连线上的点静止释放一个带正电的绝缘小物块（可视为点电荷）后，小物块向右运动至最右端点位于间未画出）。以点为原点沿水平地面向右建立轴，取无穷远处为零势能点。小物块加速度、动能、电势能、动能和电势能之和随轴坐标变化正确的是（　　） A. B. C. D. 。 8.．（多选）某静电场中x轴上各点电势随坐标x变化的关系如图所示，处电势最低，处电势为，处电势为。一质量为m、带电量绝对值为q的带电粒子仅在电场力作用下，从沿x轴正方向运动，运动至处时速度恰好减小为0。下列说法正确的是（　　） A．粒子一定带正电 B．粒子在处的初速度大小为 C．粒子经过坐标原点时的动能为 D．自至粒子的电势能先增大后减小 9.（多选）某电场中，x轴上各点电场强度E随位置的变化规律如图所示，方向是电场的正方向，一电子从处以沿方向射入，仅受电场力作用。下列说法正确的是（　　） A．电子能越过处 B．处电势最高 C．处的电势比O点高 D．电子在O处电势能小于处 10（2026·山东·高考真题）（多选） 融合新型功能材料的传感器在智能感知领域得到广泛应用。如图所示，光滑、绝缘椭圆轨道竖直放置，长轴、短轴，AC与 交于 点，为最低点， 点处内置可感知轨道压力的传感器。空间内充满平行轨道平面、斜向上的匀强电场（图中未画出）。质量为、电荷量为的小球置于 点时恰好静止，此时传感器示数等于，g为重力加速度的大小。下列说法正确的是（ ） A. 电场强度的大小为 B. 电场强度方向与的夹角为 C. 、两点间的电势差 D. 若小球在点的速度水平向右、大小为，则到达点时速度大小仍为 11．（多选）如图所示，匀强电场中有、、三点，在以它们为顶点的三角形中，，，、之间的距离为，电场方向与三角形所在平面平行。规定该平面内某点为零电势点，当把电荷量为、和的三个试探电荷先后分别置于点、点和点时，电势能均为（）。下列说法正确的是（     ） A．、中点电势为零 B．、中点电势与点电势相等 C．电场强度大小为 D．电场强度大小为 12.如图所示，在竖直平面内有四个点，A、B、D位于直角三角形三个顶点，C为斜边AD上一点，且，，AB边水平，它们处于方向竖直向上、大小为的匀强电场（电场图中未画出）中。已知元电荷。求： （1）C、D两点间的电势差； （2）将一质子从C点移到D点，电场力做的功； （3）若选取A点为电势零点，质子在D点的电势能。 13．如图所示，在某匀强电场中，A、B为同一条电场线上相距的两点。电荷量的检验电荷在A点受到的电场力。 （1）求电场强度的大小E； （2）求AB两点的电势差； （3）规定A点的电势为0，则B点电势为多少？则B点电势能为多少？ 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 电场能的性质 1.（2025·甘肃·高考真题）如图，两极板不平行的电容器与直流电源相连，极板间形成非匀强电场，实线为电场线，虚线表示等势面。M、N点在同一等势面上，N、P点在同一电场线上。下列说法正确的是（   ） A．M点的电势比P点的低 B．M点的电场强度比N点的小 C．负电荷从M点运动到P点，速度增大 D．负电荷从M点运动到P点，电场力做负功 【答案】D 【解析】MN两点电势相等，电场线由上到下，NP在同一电场线上，沿电场线电势逐渐降低，可知N点电势高于P点，可知M点电势高于P点，选项A错误；M点电场线分布比N点密集，可知M点电场强度比N点大，选项B错误；负电荷从M点运动到P点，电势能增加，则电场力做负功，动能减小，速度减小，选项C错误，D正确； 2.如图所示，虚线为静电场中的三个等势面。一电子在A点的电势能小于其在B点的电势能，则下列说法正确的是（    ） A． B．电子在A点时的加速度大于其在B点时的加速度 C．将电子在A点由静止释放，其受静电力将增大 D．将电子在A点由静止释放，其电势能将减小 【答案】D 【解析】由题知，电子在A点的电势能小于其在B点的电势能，根据负电荷在电势越高的点，其电势能越小，可知，故A错误；根据等差等势面越密，电场强度越大，由图可知A点的等势面较稀疏，则A点的电场强度小于B点的电场强度，根据牛顿第二定律可知，电子在A点时的加速度小于其在B点时的加速度，故B错误；将电子在A点由静止释放，将向电势高处运动，即向等势面稀疏处运动，其受静电力将减小，电场力做正功，其电势能将减小，故C错误，D正确。 3.（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。 4.（2025广东省广州市普通高中高三下学期第三次模考）有研究表明，当有兴奋情绪时，在人的体表可以测出与之对应的电势变化。某一瞬间人体表面的电势分布如图所示，图中实线为等差等势面，标在等势面上的数值表示该等势面的电势，a、b、c、d为等势面上的点，该电场可等效为两等量异种点电荷产生的电场，a、b为两点电荷连线上对称的两点，c、d为两点电荷连线中垂线上对称的两点。下列说法正确的是（　　） A. a、b两点的电场强度大小相等，方向相反 B. c点的电势大于d点的电势 C. 将带正电的试探电荷从b点移到d点，电场力做负功 D. 负电荷在c点的电势能小于在a点的电势能 【答案】C 【解析】该电场可等效为两等量异种点电荷产生的电场，a、b为两点电荷连线上对称的两点，根据等量异种点电荷电场的特点，可知这两个对称点的电场强度大小相等、方向相同，选项A错误；c、d两点位于同一条等势线上，则c点的电势等于d点的电势，选项B错误；正电荷在电势高的地方电势能大，所以将带正电的试探电荷从电势低的b点移到电势高的d点，电势能增加，电场力做负功，选项C正确；负电荷在电势低的地方电势能大，所以负电荷在电势低的c点的电势能大于在电势高的a点的电势能，选项D错误。 5.如图所示为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点，在这一运动过程中克服重力做的功为2.0 J，静电力做的功为1.5 J。下列说法中正确的是(　　) A.粒子带负电 B.粒子在A点的电势能比在B点少1.5 J C.粒子在A点的动能比在B点少0.5 J D.粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J 【答案】　D 【解析】由粒子运动的轨迹可知粒子带正电，选项A错误；粒子从A到B的过程中静电力做正功，所以电势能减小，选项B错误；根据动能定理得W＋WG＝ΔEk＝－0.5 J，所以粒子在A点的动能比在B点多0.5 J，选项C错误；静电力做正功，机械能增加，所以粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J，选项D正确。 6.（2025·云南·高考真题）某介电电泳实验使用非匀强电场，该电场的等势线分布如图所示。a、b、c、d四点分别位于电势为－2V、－1V、1V、2V的等势线上，则（   ） A．a、b、c、d中a点电场强度最小 B．a、b、c、d中d点电场强度最大 C．一个电子从b点移动到c点电场力做功为2eV D．一个电子从a点移动到d点电势能增加了4eV 【答案】C 【解析】根据等势面越密集电场强度越大，可知a、b、c、d中a点电场强度最大，故选项A、B错误；一个电子从b点移动到c点电场力做功为Wbc = －eUbc = 2eV，选项C正确；一个电子从a点移动到d点电场力做功为Wad = －eUbc = 4eV由于电场力做正功电势能减小，则一个电子从a点移动到d点电势能减小了4eV，选项D错误。 7.(2025·四川省成都市高三二诊） 如图所示，在粗糙绝缘水平地面上关于点对称的两点分别固定两个相同的正点电荷，在连线上的点静止释放一个带正电的绝缘小物块（可视为点电荷）后，小物块向右运动至最右端点位于间未画出）。以点为原点沿水平地面向右建立轴，取无穷远处为零势能点。小物块加速度、动能、电势能、动能和电势能之和随轴坐标变化正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】PO段电场强度逐渐减小，由牛顿第二定律 故物块先做加速度逐渐减小的加速运动，当时，加速度为0，速度最大 之后电场力小于摩擦力，由牛顿第二定律，物块开始做加速度逐渐增大的减速运动，O点电场力为0，摩擦力不为0，故加速度不为0，A项错误；物块加速阶段，由动能定理，由于电场力逐渐减小，故图像斜率逐渐减小，同理物块减速阶段图像斜率逐渐增大，B项错误；PO段电场力做正功电势能减小，OQ段电场力做负功，电势能增大，故电势能先减小后增大，C项错误；取无穷远电势能为0，则由能量守恒，即图像斜率小于0，恒定不变，D项正确。 8.．（多选）某静电场中x轴上各点电势随坐标x变化的关系如图所示，处电势最低，处电势为，处电势为。一质量为m、带电量绝对值为q的带电粒子仅在电场力作用下，从沿x轴正方向运动，运动至处时速度恰好减小为0。下列说法正确的是（　　） A．粒子一定带正电 B．粒子在处的初速度大小为 C．粒子经过坐标原点时的动能为 D．自至粒子的电势能先增大后减小 【答案】AB 【解析】沿电场线电势降低，沿x轴正向电势先降低后升高，则x轴负半轴电场线向右，x轴正半轴的电场线向左，离子在x正半轴做减速运动，则受电场力向左，则粒子一定带正电，选项A正确；由能量关系，解得粒子在处的初速度大小为，选项B正确；设粒子经过坐标原点时的动能为，根据能量守恒得粒子在坐标原点的电势未知，故不能确定粒子在坐标原点的动能，选项C错误；自至电场力先做正功后做负功，则粒子的电势能先减小后增大，选项D错误 9.（多选）某电场中，x轴上各点电场强度E随位置的变化规律如图所示，方向是电场的正方向，一电子从处以沿方向射入，仅受电场力作用。下列说法正确的是（　　） A．电子能越过处 B．处电势最高 C．处的电势比O点高 D．电子在O处电势能小于处 【答案】AD 【解析】E − x图像与轴围成的面积表示电势差，由图可知，从处到处电势差为0，电场力不做功，所以电子到处速度为沿方向，能越过处，选项A正确；在O点左侧，电场强度方向为轴负方向，在O点右侧，电场强度方向为轴正方向，由于沿电场线方向电势逐渐降低，所以O点为电势最高点，选项B、C错误；因为O点比处的电势高，根据又电子带负电，所以电子在处电势能大于O点处，选项D正确。 10（2026·山东·高考真题）（多选） 融合新型功能材料的传感器在智能感知领域得到广泛应用。如图所示，光滑、绝缘椭圆轨道竖直放置，长轴、短轴，AC与 交于 点，为最低点， 点处内置可感知轨道压力的传感器。空间内充满平行轨道平面、斜向上的匀强电场（图中未画出）。质量为、电荷量为的小球置于 点时恰好静止，此时传感器示数等于，g为重力加速度的大小。下列说法正确的是（ ） A. 电场强度的大小为 B. 电场强度方向与的夹角为 C. 、两点间的电势差 D. 若小球在点的速度水平向右、大小为，则到达点时速度大小仍为 【答案】BCD 【解析】 【详解】AB．作出小球在点时的受力分析图如图1所示 由力的平衡条件结合几何关系有 所以电场强度的大小，且其方向与的夹角满足，则，故A错误，B正确； C．分别作出、两点在经过点的电场线上的两等势点、，如图2所示 则由几何关系可知，、两点间沿电场方向的距离为 所以、两点间的电势差为，故C正确； D． 小球所受支持力对其始终不做功，根据题意可知，小球所受电场力与重力的合力水平向右，连线沿竖直方向，所以从B到的过程，小球所受合外力做的总功为0，由动能定理可知其动能变化量为0，故小球在、两点的速度大小均为，故D正确 11．（多选）如图所示，匀强电场中有、、三点，在以它们为顶点的三角形中，，，、之间的距离为，电场方向与三角形所在平面平行。规定该平面内某点为零电势点，当把电荷量为、和的三个试探电荷先后分别置于点、点和点时，电势能均为（）。下列说法正确的是（     ） A．、中点电势为零 B．、中点电势与点电势相等 C．电场强度大小为 D．电场强度大小为 【答案】AC 【解析】AB．由题可知，， 电势在匀强电场中沿直线均匀变化，故、中点电势为零，与点电势不相等，故A正确，B错误； CD．由题意可知 C到AB的垂直距离为 将场强分解为沿AB方向的分量和沿AB中垂线方向的分量。 沿AB方向的电势差 解得 沿中垂线方向的电势差 解得 总场强大小为，故C正确，D错误。 故选AC。 12.如图所示，在竖直平面内有四个点，A、B、D位于直角三角形三个顶点，C为斜边AD上一点，且，，AB边水平，它们处于方向竖直向上、大小为的匀强电场（电场图中未画出）中。已知元电荷。求： （1）C、D两点间的电势差； （2）将一质子从C点移到D点，电场力做的功； （3）若选取A点为电势零点，质子在D点的电势能。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】（1）由 可得 （2）由 可得 （3）由题意可得 由，可得D点电势 则质子在D点的电势能 解得 13．如图所示，在某匀强电场中，A、B为同一条电场线上相距的两点。电荷量的检验电荷在A点受到的电场力。 （1）求电场强度的大小E； （2）求AB两点的电势差； （3）规定A点的电势为0，则B点电势为多少？则B点电势能为多少？ 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】（1）由电场强度的定义式，代入数据得 （2）场强方向由点指向点，故点电势高于点。沿场强方向，匀强电场中的电势差满足 代入数据得 （3）由电势差的定义式 且，整理得 代入数据得 由电势的定义式，整理得电荷在点的电势能 代入数据得 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $