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专题21 电场能的性质
目录
题型一 电场性质的综合应用.........................................................................................................1
类型1 利用点电荷考电场的性质..........................................................................................2
类型2 利用电偶极子考电场的性质......................................................................................4
题型二 电势差与电场强度的关系.................................................................................................8
题型三 电场线、等势面及运动轨迹问题...................................................................................17
题型五 电场中功能关系的综合问题.........................................................................................27
题型六 电场中的图像问题.........................................................................................................36
类型1 v－t、v－x 图像.......................................................................................................36
类型2 φ－x 图像.................................................................................................................40
类型3 E－x 图像.................................................................................................................48
类型4 Ep－x 图像、Ek－x 图像..........................................................................................53
题型一 电场性质的综合应用
【核心归纳】1．静电力做功的特点
静电力做功与路径无关，只与电荷量和电荷移动过程始、末位置间的电势差有关．
2．电势能
(1)定义：电荷在电场中具有的势能，称为电势能．
(2)说明：电势能具有相对性，通常把无限远处或大地表面的电势能规定为零．
3．电势
(1)定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比．
(2)定义式：φ＝.
(3)标矢性：电势是标量，有正、负之分，其正(负)表示该点电势比零电势高(低)．
(4)相对性：电势具有相对性，同一点的电势因选取零电势点的不同而不同．
4．静电力做功与电势能变化的关系
(1)静电力做的功等于电荷电势能的减少量，即WAB＝EpA－EpB.静电力对电荷做多少正功，
电荷电势能就减少多少；电荷克服静电力做多少功，电荷电势能就增加多少．
(2)电势能的大小：由WAB＝EpA－EpB可知，若令EpB＝0，则EpA＝WAB，即一个电荷在电场中
某点具有的电势能，数值上等于将其从该点移到零电势能位置过程中静电力所做的功．
【方法技巧】
1．求静电力做功的四种方法
2．判断电势能变化的两种方法
(1)根据静电力做功：静电力做正功，电势能减少；静电力做负功，电势能增加．
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(2)根据Ep＝φq：正电荷在电势越高处电势能越大；负电荷在电势越高处电势能越小．
3．电势高低的四种判断方法
(1)电场线法：沿电场线方向电势逐渐降低．
(2)电势差与电势的关系：根据UAB＝，将WAB、q 的正负号代入，由UAB的正负判断φA、φB
的高低．
(3)Ep与φ 的关系：由φ＝知正电荷在电势能大处电势较高，负电荷在电势能大处电势较低．
(4)场源电荷的正负：取离场源电荷无限远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周
围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低．空间中有多个点电荷时，某
点的电势可以代数求和．
类型1 利用点电荷考电场的性质
【例1】如图，a、b 是正点电荷电场中的一条电场线上的二点，二点的电势和电场强度分
别为
、
和Ea、Eb，则他们的大小关系是（ ）
A．
，
B．
，
C．
，
D．
，
【例2】如图，
是锐角三角形
最大的内角，一正点电荷固定在P 点。下列说法正
确的是（ ）
A．沿
边，从M 点到N 点，电场强度逐渐减小
B．沿
边，从M 点到N 点，电势先减小后增大
C．将负检验电荷从M 点移动到N 点，电势能先减小后增大
D．将正检验电荷从M 点移动到N 点，电场力所做的总功为负
【例3】．如图所示，在正点电荷Q 形成的电场中有A、B、C、D 四点，A、B、C 为直角
三角形的三个顶点，D 为AC 的中点，∠A＝30°，A、B、C、D 四点的电场强度大小分别用
EA、EB、EC、ED表示，已知EA＝EC，B、C 两点的电场强度方向相同，点电荷Q 在A、B、
C 三点构成的平面内。则以下错误的是（ ）
2
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A．点电荷位于AC 的垂直平分线与BC 的反向延长线的的交点上
B．D 点电势高于A 点电势
C．将一正点电荷q 从A 点沿直线移到C 点，电场力先做正功再做负功
D．B、A 两点和B、C 两点间的电势差满足UBA＝UBC
类型2 利用电偶极子考电场的性质
【例1】如图所示，三个等量点电荷固定在正三角形三个顶点上，其中A 带正电，B、C 带
负电。O 点为BC 边的中点，P、Q 两点关于O 点对称，下列说法正确的是（ ）
A．P、Q 两点电势相同
B．P、Q 两点电场强度相同
C．试探电荷－q 在P 点电势能比在O 点小
D．试探电荷－q 沿直线由O 向A 运动，所受电场力不做功
【例3】．如图所示的长方形abcd，
，b 和d 两点分别固定有点电荷
和
，O
为对角线连线中点，以下说法正确的是（ ）
A．O 点电场强度为零
B．a 点电势大于c 点电势
C．a 点和c 点的电场强度相同
D．电荷沿ac 连线移动，所受电场力不做功
【例3】．如图所示，A、B 是固定在真空中的两个异种点电荷，其中B 的电荷量大小是A
的3 倍。O 是A、B 点电荷连线的中点。如果只有A 点电荷存在时，把一带电量为q 的正试
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探电荷从无限远处移到O 点，该试探电荷克服静电力做的功为W。规定无限远处的电势为
零，则A、B 电荷同时存在时，O 点处的电势为（ ）
A．
B．
C．
D．
【例4】．如图，两个电荷量均为
的正点电荷，位于M、N 两点上，另一电荷量为
的
负点电荷位于E 点，E、F 是MN 连线中垂线上的两点，O 为EF、MN 的中点且
。
某带负电的点电荷q 在O 点由静止释放，到达F 点时速度达到最大值。下列说法正确的是
（ ）
A．O 点的场强方向沿连线指向F 点
B．由O 到F 点过程中，点电荷q 在F 点所受静电力最大
C．由O 到F 点过程中，点电荷q 电势能先减小后增大
D．
和
的电量关系为
【例5】如图甲所示，以等量正点电荷连线的中点作为原点，沿中垂线建立x 轴，x 轴上各
点的电场强度E 随x 变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．
处电势等于
处电势
B．
处电场强度与
处电场强度相同
C．将电子从x 轴上
处由静止释放，仅在静电力作用下电子从
处运动到
处
的过程中，电子做加速度减小的加速运动
D．将电子从x 轴上
处由静止释放，仅在静电力作用下电子从
处运动到
处的过程中，电子做加速度减小的加速运动
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题型二 电势差与电场强度的关系
1．由E＝可推出的两个重要推论
推论1 匀强电场中的任一线段AB 的中点C 的电势φC＝，如图甲所示．
推论2 匀强电场中若两线段AB∥CD，且AB＝CD，则UAB＝UCD(或φA－φB＝φC－φD)，如
图乙所示．
2．E＝在非匀强电场中的三点妙用
(1)判断电场强度大小：等差等势面越密，电场强度越大．
(2)判断电势差的大小及电势的高低：距离相等的两点间的电势差，E 越大，U 越大，进而
判断电势的高低．
(3)利用φ－x 图像的斜率判断电场强度随位置变化的规律：k＝＝＝Ex，斜率的大小表示电
场强度的大小，正负表示电场强度的方向．
3．等分法确定电场线及电势高低的解题思路
【例1】如图所示，空间存在范围足够大且与长方形ABCD 所在平面平行的匀强电场，已
知
，A、B、C 三点的电势分别为12V、8V、4V。一带电粒子从A 点以斜
向右上方与AD 成30°角、大小为
的初速度射入电场，恰好经过C 点。不计粒子
的重力，下列说法正确的是（ ）
A．D 点电势为6V
B．电场强度大小为
C．粒子过C 点时的速度与初速度方向间夹角的正切值为
D．粒子过C 点时的速度大小为
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【例2】．如图所示，在平行于匀强电场的平面上以O 点为圆心作半径为10cm 的圆，在圆
周上取A、B、C、D 四点，AD 为圆的直径，OC 与OD 成53°，OB 垂直于AD，C 点电势为
0V，已知匀强电场的场强大小为
，
。则（ ）
A．D 点电势为400V
B．O 点电势高于B 点电势
C．A、C 两点间的电势差为
D．电子在A 点的电势能小于在D 点的电势能
【例3】．如图所示，在一平行于竖直平面（纸面）的匀强电场中（未画出），有一梯形
ABCD，其中AB 平行于CD，已知AB 间的电势差为5V，则（ ）
A．若AB 的长度为5cm，则匀强电场的电场强度大小为100V/m
B．若电场方向不平行于AB，只测出AB、CD 的长度，无法知道CD 间的电势差
C．若AD、BC 间的电势差相等，则AD、BC 的中点间的电势差为5V
D．向空间内静止释放一带电小球，小球一定不会沿着电场线运动
【例4】．匀强电场中的三点A、B、C 是一个三角形的三个顶点，AB 的长度为1m，D 为
AB 的中点，如图所示。已知电场线的方向平行于
所在平面，A、B、C 三点的电势分
别为14V、6V 和2V。设电场强度大小为E，电量为
的正电荷从D 点移到C 点电场
力所做的功为W，则（ ）
A．
B．
C．
D．
【例5】．如图所示，匀强电场方向平行于正方形
所在平面，
为正方形中心，
两点电势差
，
两点电势差
，已知正方形边长为
，关于该匀强
电场描述正确的是（ ）
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A．
两点电势差
B．电场强度大小
，方向由D 指向A
C．电场强度大小
，方向由C 指向A
D．一电子从C 点移动到A 点电场
力做功40eV
【例6】．匀强电场中有A、B、C 三点分别位于直角三角形的三个顶点上，且
，
，如图所示。已知
，
，
，则△ABC 外接圆上电势最高和最
低的值分别为（ ）
A．
，
B．
，
C．
，
D．
，
【例7】如图所示，半径为
的圆内有一内接直角三角形，其中
，空间中存
在与圆平面平行的匀强电场，将一带正电的试探电荷由
点移动到
点，电场力做的功为
，将该电荷由
点移动到点，电场力做的功为
，已知该试
探电荷的电荷量为
。则下列说法正确的是（ ）
A．匀强电场的方向由
指向
B．该试探电荷由
移动到，电势能减少
C．
点的电势比
点的电势低
D．该电场强度的大小为
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【例8】如图所示，有一平行于
平面的匀强电场，其中a、b、c 三点电势分别为
，已知
的距离为
，
的距离为
，
和
的夹角为
。下列说
法正确的是（ ）
A．电子从a 点移动到c 点的过程中，电势能增大
B．电子从a 点移动到b 点的过程中，电场力做正功
C．电场强度的方向从c 点指向a 点
D．电场强度的大小为
题型三 电场线、等势面及运动轨迹问题
【核心归纳】1．等势面
(1)定义：电场中电势相同的各点构成的面．
(2)四个特点：
①在同一等势面上移动电荷时静电力不做功．
②电场线一定与等势面垂直，并且从电势高的等势面指向电势低的等势面．
③等差等势面越密的地方电场强度越大，反之越小．
④任意两个等势面都不相交．
2．几种常见等势面的比较
电场
等势面(虚线)图样
特点
匀强电场
垂直于电场线的一簇平面
点电荷的电场
以点电荷为球心的一簇球面
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等量异种点电荷的电场
两电荷连线的中垂面为等势面
等量同种正点电荷的电场
在电荷连线上，中点电势最
低；在中垂线上，中点电势最
高
【方法技巧】带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法
1．判断速度方向：带电粒子运动轨迹上某点的切线方向为该点处的速度方向．选用轨迹和
电场线(等势线)的交点更方便．
2．判断静电力的方向：仅受静电力作用时，因轨迹始终夹在速度方向和带电粒子所受静电
力方向之间，而且向合外力一侧弯曲，结合速度方向，可以判断静电力方向．
若已知电场线和轨迹，所受静电力的方向与电场线(或电场线的切线)共线．
若已知等势线和轨迹，所受静电力的方向与等势线垂直．
3．判断静电力做功的正负及电势能的增减：若静电力方向与速度方向成锐角，则静电力做
正功，电势能减少；若静电力方向与速度方向成钝角，则静电力做负功，电势能增加．
【例1】如图是匀强电场遇到空腔导体后的部分电场线分布图，正方形ABCD 的对角线BD
边正好与图中竖直向上的直电场线重合，O 点是正方形两对角线的交点。下列说法正确的
是（ ）
A．将一负电荷由A 点移到B 点，电荷的电势能增加
B．O 点电势与C 点电势相等
C．DO 间的电势差等于OB 间的电势差
D．在O 点放置一正点电荷，该电荷所受电场力的方向竖直向下
【例2】防疫口罩中使用的熔喷布经驻极处理后，可增加静电吸附功能。驻极处理如图所
示，针状电极与平板金属电极分别接高压直流电源的正、负极，针尖附近的空气被电离后，
带电粒子在电场力作用下运动，熔喷布捕获带电粒子带上静电，熔喷布带电后对电场的影
响忽略不计。下列说法正确的是（ ）
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A．熔喷布上表面因捕获带电粒子而带负电
B．沿图中虚线向熔喷布运动的带电粒子，电势能不断增加
C．沿图中虚线向熔喷布运动的带电粒子，加速度逐渐减小
D．图中虚线上的a、b、c 三点，电势分别为
、
、
，目
，则
【例3】某平面区域内A、B 两点处各固定一个点电荷，其静电场的等势线分布如图中虚线
所示，一正电荷仅在电场力作用下由a 运动至b，设该电荷在a、b 两点的加速度大小分别
为aa、ab，电势分别为φa、φb，该电荷在a、b 两点的速度分别为va、vb，电势能分别为
Epa、Epb，则（ ）
A．A、B 两点处的电荷带同种电荷
B．aa>ab
C．φa＞φb、Epa>Epb
D．va>vb
【例4】．板式双区静电除尘器的工作原理示意图如图所示，高压电源两极分别连接放电
极与板式集尘极，在放电极表面附近形成强大的电场，其间的空气在该区域被电离。空气
中的粉尘颗粒进入静电除尘区域，粉尘颗粒吸附负离子后带负电，粉尘颗粒在电场力的作
用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。已知图中虚线为电场线（方向没有标明），
A、B、C 三点在同一直线上，AB＝BC，粉尘颗粒在运动过程中电荷量不变且忽略颗粒之
间的相互作用，则下列说法正确的是（ ）
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A．高压电源一定为直流电源，且M 端为电源的负极
B．电场力对放电极左侧的粉尘颗粒做正功，对放电极右侧的粉尘颗粒做负功
C．图中A、B、C 三点的电势满足
D．
【例5】如图所示,三条平行等距的虚线表示电场中的三个等势面,电势值分别为
、
、
,实线是一带负电的粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹,对于轨迹上的a、b、c 三点
来说( )
A．粒子必先过a,再到b,然后到c
B．粒子在三点的合力
C．粒子在三点的动能大小为
D．粒子在三点的电势能大小为
【例6】．如图所示，实线为一匀强电场的电场线，一个带电粒子射入电场后，留下一条
从a 到b 虚线所示的径迹，重力不计，下列判断正确的是( )
A．场强方向向左
B．b 点电势高于a 点电势
C．粒子在a 点的动能小于在b 点的动能D．粒子在a 点的电势能的小于在b 点的电势
能
【例7】．如图所示，直线MN 是某匀强电场中的一条电场线（方向未画出）。虚线是一
带正电的粒子只在电场力的作用下，由a 到b 的运动轨迹，轨迹为一抛物线，下列判断正
确的是（ ）
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A．电场强度方向一定是由N 指向M
B．带电粒子在a 点的加速度一定等于在b 点的加速度
C．带电粒子由a 运动到b 的过程中动能一定逐渐减小
D．带电粒子在a 点的电势能一定小于在b 点的电势能
某兴趣小组模拟避雷针周围电场的等势面分布如图所示，相邻等势面间的电势差相等。
A、B、C、D、E 为空间电场中的五个点，其中C、D 两点位置关于避雷针对称，一电子
（量为m）从A 点静止释放，仅在电场力作用下运动到C 点时速度为v，下列说法正确的
是（ ）
A．A 点的电势小于D 点的电势
B．若电子能运动到B 点，则到B 点时的速度为
C．电场中C、D 两点的电场强度相同
D．若电子从A 点运动到E 点，其电势能增大
【例8】．虚线为某电场的等势线，其电势如图所示。一带电粒子仅在电场力作用下由A
点运动到C 点，且到达C 点时速度恰好减为零，下列说法正确的是（ ）
A．该粒子带正电
B．从A 点运动到C 点带电粒子的电势能增大
C．若粒子所带电荷量为
，则粒子在A 点时的动能为
D．若粒子所带电荷量为
，则粒子在B 点时的动能为
【例9】．如图所示，点电荷Q 周围的三个等势面是同心圆，等势面上的点A、B、C 在同
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一条电场线上，且
。现将一电荷量为
的试探电荷从A 点由静止释放，试探电荷
只受静电力作用，则（ ）
A．该电荷沿着电场线做匀加速直线运动
B．该电荷在AB 段动能的增量小于BC 段动能的增量
C．该电荷在AB 段电势能的减少量大于BC 段电势能的减少量
D．该电荷在AB 段运动的时间小于BC 段运动的时间
【例10】．在α 粒子散射实验中，α 粒子由a 到e 从金原子核旁飞过，运动轨迹如图所示。
金原子核可视为静止，以金原子核为圆心，三个同心圆间距相等，α 粒子的运动轨迹在c
处与圆相切。下列说法正确的是（ ）
A．α 粒子在c 处的动能最大
B．α 粒子在
处的电势能相等
C．α 粒子由c 到d 过程与由d 到e 过程电场力做功相等
D．α 粒子的运动轨迹在a 处的切线有可能经过金原子核的中心
题型五 电场中功能关系的综合问题
电场中常见的功能关系
(1)若只有静电力做功，电势能与动能之和保持不变．
(2)若只有静电力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变．
(3)除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化量．
(4)所有外力对物体所做的总功等于物体动能的变化量．
【例1】如图所示，空间中存在与纸面平行的匀强电场，在纸面内从正方形的顶点A 沿任
意方向发射速率相同的带正电粒子，不计粒子重力和粒子间的相互作用，已知经过B 点的
粒子在B 点时的动能是初动能的3 倍，经过C 点的粒子在C 点时的动能是初动能的6 倍，
则经过D 点的粒子在D 点时的动能是初动能的（ ）
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A．3 倍
B．4 倍
C．5 倍
D．6 倍
【例2】由多个点电荷组成的系统的电势能与它们的电荷量和相对位置有关。如图甲所示，
a、b、c 三个质量均为m，带等量正电荷的小球，用长度相等不可伸长的绝缘轻绳连接，
静置于光滑绝缘水平面上，设此时系统的电势能为
。现剪断a、c 两小球间的轻绳，一
段时间后c 球的速度大小为v，方向如图乙所示。关于这段时间内的电荷系统，下列说法中
正确的是（ ）
A．动量不守恒
B．机械能守恒
C．c 球受到的电场力冲量大小为mv
D．图乙时刻系统的电势能为
【例3】．如图（a）所示，两个带正电的小球A、B（均可视为点电荷）套在一根倾斜的光
滑绝缘直杆上，其中A 球固定，电荷量QA=2.0×10-4C，B 球的质量m=0.1kg。以A 为坐标原
点，沿杆向上建立直线坐标系，B 球的总势能（重力势能与电势能之和）随位置x 的变化
规律如图（b）中曲线I 所示，直线Ⅱ为曲线I 的渐近线。图中M 点离A 点距离为6m，令A
位置的重力势能为零，无穷远处电势为零，重力加速度g 取10m/s2，图（a）静电力恒量
k=9.0×109N·m2/C2，下列说法错误的是（ ）
A．B 球的电荷量QB=1.0×10-5C
B．直线Ⅱ实质上是小球B 的重力势能变化曲线
C．若B 球从离A 球2m 处静止释放，则向上运动过程中加速度先减小后增大
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D．若B 球以4J 的初动能从M 点沿杆向上运动，到最高点时电势能减小1J
【例4】．如图所示，空间存在竖直向下大小为E 的匀强电场，一个质量为m、带电荷量
为q 的带正电绝缘小环套在粗糙程度相同的绝缘木杆上，若小环以初速度
从M 点沿杆上
滑，到达N 点时速度恰好为零，随后小环下滑回到M 点，此时速度为
，已知小
环电荷量保持不变，重力加速度为g，空气阻力不计，则（ ）
A．小环所能达到的最大高度为
B．从M 到N 的过程中，克服摩擦力做的功为
C．从M 到N 的过程中，小环的电势能增加了
D．N、M 间的电势差为
【例5】．如图所示，竖直固定的光滑绝缘细杆上O 点套有一个电荷量为-q （q>0）的小
环，在杆的左侧固定一个电荷量为+Q （Q>0）的点电荷，杆上a、b 两点与+Q 正好构成等
边三角形，c 是ab 的中点。使小环从O 点无初速度释放，小环通过a 点的速率为v。若已
知ab=Oa=l，静电常量为k，重力加速度为g。则（ ）
A．在a 点，小环所受弹力大小为
B．在c 点，小环的动能最大
C．在c 点，小环的电势能最大
D．在b 点，小环的速率为
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【例6】．真空中质量为m 的带正电小球由A 点无初速自由下落t 秒，在t 秒末加上竖直向
上、范围足够大的匀强电场，再经过t 秒小球又回到A 点．小球电荷量不变且小球从未落
地，重力加速度为g．则
A．整个过程中小球电势能变化了mg2t2
B．整个过程中小球速度增量的大小为2gt
C．从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能变化了mg2t2
D．从A 点到最低点小球重力势能变化了
【例7】．如图所示，在绝缘的水平面上方存在着匀强电场，水平面上的带电金属块在水
平拉力F 作用下沿水平面移动．已知金属块在移动的过程中，外力F 做功32J，金属块克服
电场力做功8.0J，金属块克服摩擦力做功16J，则在此过程中金属块的（ ）
A．动能增加8.0J
B．电势能增加24J
C．机械能减少24J
D．机械能增加48J
【例8】．在O 点处固定一个正点电荷，P 点在O 点右上方，从P 点由静止释放一个带负
电的小球，小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动，某一段轨迹如图所示，
M、N 是轨迹上的两点，OP>OM，OM=ON，则小球（ ）
A．在运动过程中，电势能先增加后减少B．在P 点的电势能小于在N 点的电势能
C．在M 点的动能小于在N 点的动能
D．从M 点运动到N 点的过程中，电场力始
终不做功
【例9】．如图所示，一带电量不变的平行板电容器的两个极板与水平地面成一定角度，
一个初速度为
的带负电的粒子恰好沿水平向右直线运动，则下列说法正确的是（ ）
A．电容器的上板带负电
B．粒子的机械能逐渐增加
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C．粒子的电势能逐渐增加
D．若下极板稍平行下移一小段距离，粒子将做曲线运动
【例10】如图所示，一质子以速度
进入足够大的匀强电场区域，a、b、c、d 为间距相
等的一组等势面，若质子经过a、c 等势面时动能分别为9eV 和3eV。 不计质子重力，下
列说法正确的是（ ）
A．质子第二次经过等势面b 时动能是6eV
B．质子刚好能到达等势面d
C．该匀强电场场强的方向水平向左
D．若取等势面c 为零电势面，则a 所在的等势面电势为6V
题型六 电场中的图像问题
类型1 v－t、v－x 图像
根据v－t 图像的速度变化、斜率变化(即加速度大小的变化)，可确定电荷所受静电力的方
向与静电力的大小变化情况，进而确定电场的方向、电势的高低及电势能的变化．
【例1】图1 中
、
、
是某电场中的一条电场线上的三个点，若将一正电荷从
点处由
静止秲放，仅在电场力作用下，正电荷沿电场线从
经过
到
，运动过程中的速度—时
间图像如图2 所示。下列说法正确的是（ ）
A．在
、
、
三个点中，
点的电场强度最大
B．在
、
、
三个点中，
点的电势最低
C．在
、
、
三个点中，
点的电势最高
D．在
、
、
三个点中，正电荷在
点的电势能最大
【例2】如图甲是某电场中的一条电场线，A、B 是这条电场线上的两点，若将一负电荷从
A 点以某一初速度释放，负电荷沿直线AB 运动过程中的速度-时间图像如图乙所示，比较
A、B 两点电势的高低和电场强度大小可知（ ）
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A．
B．
C．
D．
【例3】一个负电荷从电场中的B 点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到A 点，
它运动的速度—时间图像，如图所示，则A、B 两点所在区域的电场线分布情况可能是图
中的（ ）
A．
B．
C．
D．
【例4】如图甲所示，光滑绝缘水平面上有一沿水平方向的电场，MN 是其中的一条直线，
线上有A、B、C 三点，一带电荷量为+2×10-3C、质量为1×10-3kg 的小物块从A 点由静止
释放，沿MN 做直线运动，其运动的v—t 图像如图乙所示，其中B 点处的切线斜率最大
（图中标出了该切线），C 点处的切线平行于t 轴，运动过程中小物块的电荷量保持不变，
下列说法中正确的是（ ）
A．A、B 两点的电势差U=-4V
B．小物块从B 点到C 点，电场力做的功W=10-2J
C．C 点为A、C 间电场强度最大的点，场强大小E=1V/m
D．由A 到C 的过程中，小物块的电势能先减小后增大
【例5】点电荷A、B 分别固定在原点O 和x＝6m 处，仅在电场力的作用下，负点电荷M
从x＝2m 处以某一初速度沿
轴正方向运动，其速度v 随位置x 变化的图像如图所示。下
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列说法正确的是（ ）
A．M 过x＝4m 处时受到的电场力最大
B．M 从x＝2m 处运动到x＝5m 处的过程中电势能先增大后减小
C．A、B 的电荷量之比为4：1
D．M 过x＝3m 处时与过x＝5m 处时的加速度大小之比为25：63
类型2 φ－x 图像
1．电场强度的大小等于φ－x 图线的切线斜率的绝对值，如果图线是曲线，电场为非匀强
电场；如果图线是倾斜的直线，电场为匀强电场(如图)．切线的斜率为零时沿x 轴方向电场
强度为零．
2．在φ－x 图像中可以直接判断各点电势的高低，并可根据电势大小关系确定电场强度的
方向，进而可以判断电荷在电场中的受力方向．(如图)
3．电场中常见的φ－x 图像
(1)点电荷的φ－x 图像(取无限远处电势为零)，如图．
(2)两个等量异种点电荷连线上的φ－x 图像，如图．
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(3)两个等量同种点电荷的φ－x 图像，如图．
【例1】如图甲所示，某电场中的一条电场线恰好与x 轴重合，A 点的坐标为
。
一质子从坐标原点
运动到A 点，电势能增加了50eV，x 轴上各点电势的变化规律如图乙
所示，则下列说法正确的是（ ）
A．x 轴上各点的电场强度都沿x 轴正方向
B．质子沿x 轴从O 点到A 点加速度越来越大
C．质子在A 点的电势能为50eV
D．A 点的电场强度大小为20V/m
【例2】．空间内有一与纸面平行的匀强电场，为研究该电场，在纸面内建立直角坐标系。
规定坐标原点的电势为0，测得x 轴和y 轴上各点的电势如图1、2 所示。下列说法正确的
是（ ）
A．电场强度的大小为160V/m
B．电场强度的方向与x 轴负方向夹角的正切值为
C．点（10cm，10cm）处的电势为20V
D．纸面内距离坐标原点10cm 的各点电势最高为20V
【例3】．如图甲所示，某电场中的一条电场线恰好与x 轴重合，A 点的坐标为
。
一质子从坐标原点
运动到A 点，电势能增加了50eV，x 轴上各点电势的变化规律如图乙
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所示，则下列说法正确的是（ ）
A．x 轴上各点的电场强度都沿x 轴正方向
B．质子沿x 轴从O 点到A 点加速度越来越大
C．A 点的电场强度大小为25V/m
D．质子在A 点的电势能为75eV
【例4】某静电场沿x 轴分布，其电势φ 随x 变化规律如图所示，x 轴上a、b 两点切线斜率
的绝对值
，下列说法正确的是（ ）
A．a 点场强大小小于b 点的
B．同一电荷在a 点受到的电场力大小可能等于在b 点的
C．同一正电荷在a 点的电势能大于在b 点的电势能
D．将一负电荷从a 点移到b 点，电场力做正功
【例5】．雷雨天在避雷针附近产生电场，其等势面的分布如图中虚线所示，在避雷针正
上方沿水平方向建立坐标轴Ox，轴上各点电势分布如图所示，b 为图线最高点，则
（ ）
A．b 点场强为零
B．b 点场强竖直向上
C．a、c 两点场强相同
D．b 点距离避雷针比c 点更远
【例6】．如图甲所示的xOy 坐标系中，y 轴上固定有两个等量同种点电荷P，与原点O 的
距离相同，x 轴上各点的电势
随x 坐标变化的图像如图乙所示。a、b 是x 轴上两点，其电
势分别为
和
，对应
图线上的
、
两点，这两点切线斜率的绝对值相等。现将
一质量为m、电荷量为q 的正点电荷M 从a 点由静止释放，M 运动过程中仅受电场力作用，
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下列说法正确的是（ ）
A．a、b 两点电场强度相同
B．M 从a 点运动到b 点的过程中电势能先增大后减小
C．M 从a 点运动到b 点的过程中加速度大小先减小后增大再减小
D．M 先后两次经过b 点的过程，电场力的冲量大小为
【例7】．在x 轴上有两个点电荷
和
分别位于坐标原点和x1处，它们共同产生的电场
在x 轴上的电势分布如图所示，
处电势为0，规定无穷远处为零势能位置，已知点电
荷在空间中任意点的电势分布公式为
（其中k 为静电力常量，q 为电荷量，r 为该点
到点电荷的距离）。下列说法不正确的是（ ）
A．
带正电，
带负电，其中
带的电荷量更多
B．若将带正电的试探电荷无初速度地放在
处，那么该正电荷可在此处保持静止
C．从
处静止释放一带正电的试探电荷q，那么该正电荷可在此处保持静止
D．
【例8】．如图所示为某静电场中x 轴上各点电势
的分布图。一电子从原点处以一定的初
速度沿x 轴正方向射出，仅在电场力的作用下在x 轴上做直线运动，下列说法正确的是（
）
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A．电子运动到
处时速度最小
B．
处的电场强度方向沿x 轴负方向
C．电子从
处运动至
处，加速度先减小后增大
D．电子在
处的速度大于在
处的速度
类型3 E－x 图像
1．E－x 图像为静电场在x 轴上的电场强度E 随x 的变化关系，若规定x 轴正方向为电场强
度E 的正方向，则E>0，电场强度E 沿x 轴正方向；E<0，电场强度E 沿x 轴负方向．
2．E－x 图线与x 轴所围图形“面积”表示电势差(如图所示)，两点的电势高低根据电场方
向判定．在与粒子运动相结合的题目中，可进一步确定粒子的电性、动能变化、电势能变
化等情况．
3．电场中常见的E－x 图像
(1)点电荷的E－x 图像
正点电荷及负点电荷的电场强度E 随坐标x 变化关系的图像大致如图所示．
(2)两个等量异种点电荷的E－x 图像，如图．
(3)两个等量正点电荷的E－x 图像，如图．
【例1】在空间O 点右侧存在水平方向的静电场，以O 为原点，沿电场方向建立坐标系，
电场强度E 随坐标x 的分布如图所示。质量均为m、带电荷量分别为+q、
q 的两粒子，从
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x=2d 处由静止释放，不计粒子重力及粒子之间相互作用。下列正确的是（ ）
A．由静止释放后，带正电荷的粒子电势能减小，带负电荷的粒子电势能增大
B．x=2d 与x=4d 两点之间的电势差为3E0d
C．粒子运动到x=3d 处时的加速度大小为
D．粒子运动到x=0 处时的速度大小为
【例2】如图甲，电荷均匀分布的固定绝缘细圆环，圆心为O，轴线上的电场强度如图乙
所示。现有一带正电粒子，以大小为
的初速度沿轴线仅在电场力作用下由P 点运动到Q
点，
。以x 轴的正向为电场强度的正方向，则（ ）
A．细圆环带负电
B．OP 两点间电势差
小于OQ 两点间电势差
C．该粒子将会在PQ 两点之间做往复运动
D．该粒子由P 点运动到Q 点的过程，电势能先增大后减小
【例3】．x 轴上固定着两个点电荷A、B，两点电荷分别位于
、
处，两者所
在区域为真空，在两者连线上某点的电场强度E 与该点位置的关系如图所示。选取x 轴正
方向为场强的正方向，无限远处电势为零。以下说法正确的是（ ）
A．点电荷A、B 均带正电
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B．点电荷A、B 所带电荷量的绝对值之比为1：9
C．
处电势为零
D．将电子从
处无初速度释放，其电势能一直增加
【例4】在x 轴上的M、N 处分别固定一个点电荷
、
，取x 轴正方向为电场强度的正方
向，x 轴上各点的电场强度E 随坐标x 的变化曲线如图所示，O 点电场强度为零，
。P 点在M 左侧，Q 点在N 右侧，且PM 与QN 长度相等。下列说法正确的是
（ ）
A．
与
带等量正电荷
B．
与
均带正电荷，且电荷量之比为
C．P 点与Q 点的电场强度等大反向
D．M 点与P 点的电势差小于N 点与Q 点之间的电势差
【例5】在x 轴上各点电场强度E 平行于x 轴且随x 的变化规律如图所示，
、
、
、
为x 轴上等间距的四个点。现将带正电的试探电荷从O 点静止释放，试探电荷沿直线运动
到A 点时的动能为
，已知试探电荷只受电场力作用，则以下分析正确的是（ ）
A．试探电荷运动到C 点时的动能小于
B．该电场的
、
、
、
四个点，
点电势最高
C．试探电荷从
点到
点，先做加速运动，后做减速运动
D．
、
、
、
四个点，
点附近电场线最密
类型4 Ep－x 图像、Ek－x 图像
1．Ep－x 图像
由静电力做功与电势能变化关系F 电x＝Ep1－Ep2＝－ΔEp知Ep－x 图像的切线斜率k＝，其大
小等于静电力，斜率正负代表静电力的方向．
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2．Ek－x 图像
当带电体只有静电力做功，由动能定理F 电x＝Ek－Ek0＝ΔEk知Ek－x 图像的切线斜率k＝，
其大小表示静电力．
【例1】空间存在沿x 轴方向的电场，从O 点沿x 轴正方向释放一质量为m、电荷量为q 的
带正电粒子，粒子只在电场力作用下刚好运动到
处，粒子在运动过程中电势能随位置变
化的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．由图可知，粒子在x1处受到的电场力最大
B．电场中x2点的电势低于x1点
C．粒子释放时的动能为
D．粒子经过x2处的动能为
【例2】．如图甲所示，AB 是某电场中的一条电场线，若有一电子以某一初速度且仅在电
场力的作用下沿AB 由A 点运动到B 点，其电势能
随距A 点的距离x 变化的规律如图乙
所示。下列说法正确的是（ ）
A．电场的方向由A 指向B
B．A 点的电场强度小于B 点的电场强度
C．电子在A 点的速度小于在B 点的速度
D．若一质子以同一初速度由A 点释放，一定能运动到B 点
【例2】．一带负电的粒子仅在电场力的作用下沿x 轴正方向运动，其电势能
随位移x
变化的关系如图所示，图线刚好是半个周期正弦曲线，下列说法正确的是（ ）
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A．电场力先做正功后做负功
B．
、
处的电场强度相同
C．粒子在
处的加速度小于在
处的加速度
D．
处的电势小于
处的电势
【例3】．如图甲所示，光滑绝缘水平面上有一带负电荷的小滑块，可视为质点，在
处以初速度
沿x 轴正方向运动。小滑块的质量为
，带电量为
。整个运动区域存在沿水平方向的电场，图乙是滑块电势能
随位置x 变化的部
分图像，P 点是图线的最低点，虚线AB 是图像在
处的切线，并且AB 经过（1，2）
和（2，1）两点，重力加速度g 取
。下列说法正确的是（ ）
A．在
处的电场强度大小为20V/m
B．滑块向右运动的过程中，加速度先增大后减小
C．滑块运动至
处时，速度的大小为2.5m/s
D．若滑块恰好能到达
处，则该处的电势为-50V
【例4】如图甲所示，两等量正电荷水平固定，一光滑的绝缘细杆竖直放置在两电荷连线
的中垂线上，杆上A 点与连线中点O 的距离为h0。一带正电小球套在杆上从A 点由静止释
放，从A 运动到O 的过程中其动能Ek随下降距离h 变化的图像如图乙所示。若忽略空气阻
力，则在此过程中（ ）
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A．小球所受合外力先增大后减小
B．小球机械能一直增大
C．电场强度先增大后减小
D．小球电势能一直减小
【例5】．在某电场中沿一条直线建立x 轴，一个带正电的试探电荷以某初速度从
位
置开始只在电场力作用下沿x 轴正方向运动，以无穷远处为零电势点，试探电荷在沿x 轴
运动的过程中电势能随x 的变化规律如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．在
位置，电场强度为零
B．试探电荷由
位置到
位置的过程中加速度逐渐减小
C．试探电荷在
位置与
位置所受电场力相同
D．试探电荷在
位置与
位置速度大小一定不相等
【例6】．一根固定的、绝缘的、光滑的水平杆上套着一个带电小球，
和
的长度相
同，空间存在静电场，小球在A 点获得初动能，从A 运动到B 的过程中，小球的
图
像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．小球先做变加速运动后做匀减速运动
B．小球在
段运动的加速度一直小于在
段运动的加速度
C．小球在
段的运动时间小于
段的运动时间
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D．A 到C 和C 到B 两个过程中电场力对小球做功相同
【例7】．一个电荷量为
、质量为m 的带负电的点电荷，仅在电场力的作用下沿x 轴运动，
其动能
随位置x 变化的关系图像如图所示，图像关于
对称。规定
处电势为
零，下列说法正确的是（ ）
A．在
区间，电势不断升高
B．在
处的电势
C．
区间，电场强度减小
D．在
处电荷的电势能为
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