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第38 讲 电场能的性质
目 录
模拟·基础演练.........................................................................................................................1
题型01 电势和电势能和静电力做功的关系....................................................................1
题型02 电势的大小比较.................................................................................................3
题型03 电势差和电场强度的关系（U=Ed）.................................................................5
题型04 等势面................................................................................................................6
题型05 电场线、等势面与粒子运动轨迹........................................................................8
重难·创新演练.........................................................................................................................10
真题·实战演练.........................................................................................................................12
模拟·基础演练
考查重点：电势、电势能、电场强度与电势的关系、运动轨迹……
⏳题型01 电势和电势能和静电力做功的关系
1．（2026·辽宁沈阳·模拟预测）如图所示，匀强电场中有一个梯形ABCD，梯形平面与匀强电场的方向平
行，AD，BC相互平行且均垂直于AB，AB = ❑√3a，AD =a，BC =0.5a，已知A点电势为14 V，B点电
势为8 V，D点电势为16 V，则下列说法正确的是（ ）
A．C点电势为10 V
B．匀强电场的电场强度大小为2V
a
C．一电子由D点到C点再到B点的过程中，电势能减少了8eV
D．一正电荷由D点无初速度释放，将沿着DB所在直线运动
2．（2026·内蒙古乌海·模拟预测）如图所示，竖直平面内有一圆心为O、半径为R的光滑半圆环套有一带
正电小球A，沿过O点的竖直方向固定有一竖直细杆，一端固定于圆环上，杆上套有另一带正电小球B。初
始时小球A距离圆环底端很近的位置，两小球间距离为R, 现用绝缘装置向小球B施加竖直向上的作用力，
使其缓慢运动到半圆环底端处，使小球A沿右侧圆环缓慢上滑，半圆环和杆均光滑绝缘。则下列说法中错
误的是（ ）
A．小球A上滑过程中圆环对小球A的支持力一直增大到初始位置的2 倍
B．最后两小球的距离为
❑√2
2 R
C．小球A上滑过程中两小球组成系统重力势能和电势能都增大
D．小球B对竖直杆的弹力逐渐变大
3．（25-26 高三下·内蒙古呼和浩特）如图所示，A 、B是等量带正电的点电荷，固定在同一水平线上，O
为A 、B连线的中点，C 、D是A 、B连线竖直垂直平分线上的两点，这两点关于O 点对称，将一个带正
电的小球（大小不计）在C 点上方P 点由静止释放，小球沿直线运动到D 点，关于小球在C 、D两点（
）
A．速度相同
B．机械能相同
C．电场力相同
D．加速度相同
4．（2026·内蒙古赤峰·模拟预测）卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子核式结构模型。如图，带箭头的
实线表示α粒子经过金原子核附近的运动轨迹，A、B 是某个α粒子运动轨迹上的两点，忽略α粒子对金原
子核电场的影响，下列说法正确的是（ ）
A．A 点电势高于B 点电势
B．A 点电场强度大于B 点电场强度
C．α粒子经过A 点时的动能大于经过B 点时的动能
D．α粒子经过A 点时的电势能大于经过B 点时的电势能
5．（25-26 高二下·黑龙江哈尔滨）一带电粒子在电场中仅在电场力作用下，从A 点运动到B 点，速度随时
间变化的图像如图所示。t A、t B分别是带电粒子到达A 、B两点对应的时刻，则下列说法中正确的是（
）
A．该电荷从A 到B 的过程中，一定克服电场力做功
B．A 处的场强可能等于B 处的场强
C．该电荷在A 处的电势能一定大于在B 处的电势能
D．该电荷一定带正电
⏳题型02 电势的大小比较
6．（25-26 高二上·黑龙江哈尔滨）有一电场的电场线如图所示，场中A、B 两点电场强度的大小和电势分
别用E A，EB和φ A，φB表示，则（ ）
A．EA> EB，φ A =φB
B．E A< EB，φ A<φB
C．E A = EB，φ A =φB
D．EA> EB，φ A>φB
7．（25-26 高二上·黑龙江哈尔滨）如图所示，a、b 是同一电场线上的两个点，下列说法正确的是
（ ）
A．电场可能是由一个负点电荷产生的
B．质子在a 点的加速度小于在b 点的加速度
C．a 点电势低于b 点电势
D．电子在a 点的电势能大于在b 点的电势能
8．（2026·辽宁·一模）某平行板电容器内外的电场线分布如图甲所示，上极板所带电荷量为+Q，两极板
内正中心位置A 点固定着一小试探电荷+q。现在上极板正中心施加力F，使电容器的上极板弯曲成如图乙
所示。已知极板内部的电场强度大小为E = σ
ε0
= Q
S ε0
（σ为电荷面密度，ε0为电容器中电介质的介电常数），
下列分析正确的是（ ）
A．施加力F 前后，两极板中间都是匀强电场
B．A 点的场强保持不变
C．A 点的电势增大
D．试探电荷q 的电势能保持不变
9．（2026·宁夏银川·三模）A、B 是电场中一条电场线上的两点，如图甲所示t=0 时刻，一个质子从A 点由
静止释放，仅在静电力作用下从A 点运动到B 点，该过程中其速度v 随时间t 变化的图像如图乙所示。下
列说法正确的是（ ）
A．A 点的电势低于B 点的电势
B．A 点的电场强度大于B 点的电场强度
C．该质子在A 点的电势能小于在B 点的电势能
D．该质子在A 点的电势能等于在B 点的电势能
10．（2026·江苏南京·二模）彭宁离子阱是一个可以用来储存带电粒子的装置，它主要由一对左右对称
“
”
的环电极和一对上下对称的端电极构成，如图所示，其内部某一截面的部分电场线和等势线分布，则（
）
A．P、M 两点电场强度相同
B．P、Q 两点电场强度EP> EQ
C．P、Q 两点电势φP>φQ
D．M、N 两点电势φM >φN
⏳题型03 电势差和电场强度的关系（U=Ed）
11．（2026·辽宁朝阳·模拟预测）长为L的绝缘轻细线一端连接质量为m、电荷量为q的带正电小球，另一
端固定在光滑绝缘水平桌面上的O点，整个空间内存在着平行于桌面的匀强电场，带电小球恰好能在桌面
内沿顺时针做圆周运动，俯视图如图甲所示，PQ为轨迹圆的一条直径。以P点为起始点，小球运动过程
中的电势能Ep与小球运动的路程s之间的关系如图乙所示，图中Ep0>0。下列说法正确的是（ ）
A．U PQ= EP0
q
B．从P点到Q点电场力对小球做正功
C．小球运动过程中速度的最小值为❑√
2 E p0
m
D．小球运动过程中所受细线拉力的最大值为6 E p0
L
12．（2026·辽宁沈阳·一模）如图，在竖直放置的绝缘圆环上均匀分布着正电荷。在垂直于圆环面且过圆
心的轴线上有a、b、c三点，其中b为ac中点。α粒子从a点以某一初速度沿轴向运动，到c点时速度为零，
则（ ）
A．α粒子从a到c的过程中加速度一定一直增大
B．α粒子从a到c的过程中电势能一定一直增大
C．a点的电场强度一定等于c点的电场强度
D．ab两点间的电势差一定等于bc两点间的电势差
13．（2025·辽宁盘锦·三模）如图所示，空间中存在平行于菱形abcd 所在平面的匀强电场（未画出），a
点处有一粒子源，可不断地朝各方向发射电荷量为q、初动能为Ek的带正电的粒子，经过b 点时粒子的动
能为3Ek，经过d 点时粒子的动能为5Ek。已知菱形的边长为L，∠a=60°，粒子的重力忽略不计。则该电场
的电场强度的大小为（ ）
A．2 Ek
qL
B．2❑√3 Ek
qL
C．4 Ek
qL
D．4 ❑√3 Ek
qL
14．（25-26 高二上·黑龙江哈尔滨）如图所示为一针状电极与平板电极间形成的电场。现有一微小带电颗
粒（重力可忽略），沿虚线轨迹运动，并最终被吸附在平板电极上。图中a、b 两点距离与c、d 两点距离
相等，下列说法不正确的是（ ）
A．该微小颗粒带负电
B．a、b 两点电场强度不相同
C．a、b 两点间电势差一定等于c、d 两点间电势差
D．该微小颗粒在a 点的电势能比在d 点的电势能大
15．（25-26 高二上·黑龙江哈尔滨）如图为围棋棋盘简化模型，匀强电场平行于该棋盘，每个小格均为正
方形，边长L。O、a、b、c 点为棋盘上四个点，带电量+q 的棋子在b 点时电势能为Ep。棋子由O 点分别
移到b 点和c 点，电势能均减小0.5Ep。下列说法正确的是（ ）
A．电场强度方向由O 点指向a 点
B．c 点的电势为−Ep
q
C．匀强电场的场强大小为Ep
qL
D．O 点的电势为1.5 Ep
q
⏳题型04 等势面
16．（25-26 高二上·黑龙江绥化）等量异种点电荷的电场线分布如图所示，O点为两点电荷连线中点。下
列说法正确的是（ ）
A．两电荷连线上，O点的电场强度最大
B．两电荷连线的中垂线上，O点的电场强度最小
C．两电荷连线上关于中点对称的两点，电场强度相同
D．两电荷连线的中垂线上，电势处处不相等
17．（25-26 高三上·黑龙江哈尔滨）如图所示，沿纸面方向的匀强电场内有一长方形区域ABCD，A 点有
一质子源，以相同大小的初速度v0沿各个方向射入电场，其中到达B、D 两处的质子具有相同大小的速度
v =2v0。已知AB = L，BC = ❑√3 L，质子电荷量为q，质量为m，不计质子重力，下列说法正确的是（
）
A．电场方向由B 指向D
B．电场方向与AD 垂直
C．电场强度大小为
❑√3mv0
2
qL
D．电场强度大小为3mv0
2
2qL
18．（25-26 高二上·黑龙江绥化）如图所示，虚线a、b、c代表电场中一簇等势线，相邻等势线之间的电
势差相等，实线为一带负电的粒子（重力不计）仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这
条轨迹上的两点，据此可知（ ）
A．该粒子加速度方向水平向左
B．从P运动到Q，电场力做正功，带电粒子的电势能减小
C．a、b、c三条等势线中，c的电势最高
D．带电粒子在运动过程中机械能守恒
19．（25-26 高二上·内蒙古包头）某小山坡的等高线如图所示，M 表示山顶，A、B 是同一等高线上两点，
MA、MB 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．同一小球在A 点的加速度比B 点的大
B．同一小球在A 点的重力势能比在B 点的大
C．若把等高线看成某静电场的等势面，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面，则右侧电势比左侧降落得快
20．（25-26 高二上·内蒙古通辽）如图所示，在匀强电场中有半径R =2cm的圆形区域，O 为圆心，圆形区
域所在平面与匀强电场的电场线平行，AC、BD 为直径且夹角θ =60°。已知φ A =2V，φB= 4 V，φO=3 V。
则（ ）
A．电场方向由B 指向D
B．质子在该圆形区域电势能最大值为5eV
C．电场强度等于200V/m
D．电子从A 到C 移动的过程，电场力做的功为-2eV
⏳题型05 电场线、等势面与粒子运动轨迹
21．（25-26 高三上·辽宁辽阳）细胞电转染的原理简化如图所示，两带电的平行金属板间，由于细胞的存
在形成如图所示的电场。其中实线为电场线，关于y 轴对称分布，虚线为带电的外源DNA 进入细胞膜的
轨迹，M、N 为轨迹上的两点。下列说法正确的是（ ）
A．外源DNA 带正电
B．M 点的电场强度大于N 点的电场强度
C．M 点的电势比N 点的电势高
D．DNA 分子在M 点的电势能比在N 点的大
22．（25-26 高二上·辽宁营口·学业考试模拟）如图所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，
虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b 是轨迹上的两点。若带电粒子运动时只受电场力
作用，则下列说法正确的是
A．该粒子带正电
B．该电场是由正点电荷产生的
C．a 点的电场强度大于b 点的电场强度
D．该粒子在a、b 两点的电势能相同
23．（25-26 高二上·辽宁丹东）a、b、c、d为某一电场中的等差等势线。一不计重力的带负电粒子飞入电
场后只在电场力作用下沿M点到N点运动（如图所示），下列说法正确的是（ ）
A．M点处的电场强度大于N点处的电场强度
B．带电粒子在N点的速度比在M点处的速度大
C．带电粒子在N点处的电势能比在M点处的电势能小
D．四个等势线的电势关系为φa>φb>φc>φd
24．（25-26 高二上·吉林长春）如图所示，一带正电的点电荷固定于O 点，两虚线圆均以O 为圆心，两条
实线分别为带电粒子M 和N 先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e 为轨迹和虚线圆的交点，不计重力，
下列说法中正确的是（ ）
A．M、N 都带负电荷
B．M 在b 点的电势能小于它在a 点的电势能
C．N 在d 点的动能等于它在e 点的动能
D．N 在从c 点运动到d 点的过程中克服电场力做功
25．（25-26 高二上·吉林长春）如图所示，曲线为一带电粒子（不计重力）在真空中的匀强电场中运动的
轨迹，虚线A、B、C、D为相互平行且间距相等的四条等势线，M、N、O、P、Q为轨迹与等势线的交
点，已知该带电粒子带正电荷。带电粒子从M点出发，初速度大小为v0，到达Q点时速度大小为v，则
（ ）
A．P点电势高于O点
B．粒子从O到P和从P到Q的动能变化量不相等
C．粒子在从N点运动至O点的过程中，电场力对它做的功等于零
D．如果粒子从Q点以与v相反、等大的速度进入电场，则粒子可能不会经过M点
重难·创新演练
设题创新:模型创新(T4);新角度考查研究方法(T5);
1．（多选）（2026·吉林·三模）在如图所示的等边三角形ABC的三个顶点处，分别固定电荷量为+q、
−q和+q的点电荷。已知三角形中心O到三个顶点的距离均为r，D点为BC边中点，E点为AO连线中点，
则关于O、D、E三点电势ϕO、ϕD、ϕE关系正确的是（ ）
A．ϕO= ϕD
B．ϕE>ϕO
C．ϕO>ϕD
D．ϕD>ϕE
2．（多选）（2026·吉林白山·模拟预测）如图所示，半径为R=0.8m 的圆上有M、N、P 三点，其中MN 为
直径，P 点为半圆MN 上靠近M 点的三等分点。空间中存在与圆面平行的匀强电场。带电荷量为q=+0.02C
的试探电荷从M 点移动到P 点的过程克服电场力做的功为2J，该试探电荷从M 移动到N 的过程电场力做
的功为-8J。规定N 点电势为0。下列说法正确的是（ ）
A．P 点电势为300V
B．试探电荷在O 点的电势能为-4J
C．匀强电场的方向为从M 指向N
D．匀强电场的电场强度大小为250N/C
3．（多选）（2026·吉林长春·二模）如图为某静电场等势线的分布情况，M 、N为电场中两点。下列说
法正确的是（ ）
A．M点与N点的电场强度方向相同
B．电子在M点受到的静电力大于在N点受到的静电力
C．电子在M点具有的电势能小于在N点具有的电势能
D．电子从M点运动至N点，静电力做功为5eV
4．（多选）（2026·黑龙江·二模）如图所示，一绝缘正四面体的顶点a、b、c、d 分别固定电荷量为+q、
−q、−q、+q的四个点电荷。O、P、M、Q 为四面体棱上的点，且满足laO=lOb=lMc =2laP=2lQc。规定无
穷远处电势为0，则下列说法正确的是（ ）
A．M 与O 点的场强不同
B．U PM =U QO
C．将电性为负的试探电荷由P 点移动到Q 点，电场力做正功
D．在四面体的棱上，另有3 个点的电势与M 点相同
5．（多选）（2026·内蒙古包头·二模）如图，电荷量为+q 的点电荷固定在点Q，电荷量为-q、质量为m 的
点电荷P 绕点Q 沿椭圆轨道运动，轨道长轴的两端点a、b 到点Q 的距离分别为r、3r，点电荷P 运动的周
期为T。不计粒子受到的重力，静电力常量为k，两电荷距离为d 时的电势能E =−k q
2
d 。下列判断正确的
是（ ）
A．点电荷P 在点a 和点b 的速度大小之比为❑√3∶1
B．点电荷P 从b 运动到a 的过程中电势能先减小后增大
C．若电荷P 运动到a 点时，速度方向不变，大小变为q ❑√
k
mr
，则此后运动周期为
❑√2
4 T
D．点电荷P 运动到b 点时的速度为❑√
k q
2
6mr
真题·实战演练
高频考点：电场力做功、电势能的变化/等势面、轨迹问题
1．（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L
2 。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
2．（2025·浙江·高考真题）一束α粒子撞击一静止的金原子核，它们的运动轨迹如图所示。图中虚线是以
金原子核为圆心的圆。已知静电力常量k =9.0×10
9 N ⋅m
2/C
2，元电荷e =1.6×10
−19C，金原子序数为
79，不考虑α粒子间的相互作用，则（ ）
A．沿轨迹1 运动的α粒子受到的库仑力先做正功，后做负功
B．沿轨迹2 运动的α粒子到达P 时动能为零、电势能最大
C．位于图中虚线圆周上的3 个α粒子的电势能不相等
D．若α粒子与金原子核距离为10
−14 m，则库仑力数量级为10
2N
3．（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
4．（2025·四川·高考真题）如图所示，由长为R 的直管ab 和半径为R 的半圆形弯管bcd、def 组成的绝缘
光滑管道固定于水平面内，管道间平滑连接。bcd 圆心O 点处固定一电荷量为Q（Q > 0）的带电小球。另
一个电荷量为q（q > 0 且q << Q）的带电小球以一定初速度从a 点进入管道，沿管道运动后从f 点离开。
忽略空气阻力。则（ ）
A．小球在e 点所受库仑力大于在b 点所受库仑力
B．小球从c 点到e 点电势能先不变后减小
C．小球过f 点的动能等于过d 点的动能
D．小球过b 点的速度大于过a 点的速度
5．（多选）（2023·辽宁·高考真题）图（a）为金属四极杆带电粒子质量分析器的局部结构示意图，
图（b）为四极杆内垂直于x 轴的任意截面内的等势面分布图，相邻两等势面间电势差相等，则
（ ）
A．P 点电势比M 点的低
B．P 点电场强度大小比M 点的大
C．M 点电场强度方向沿z 轴正方向
D．沿x 轴运动的带电粒子，电势能不变
