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专题04 静电场的性质
题型解码
静电场是高考的热考点与必考点，其中电场、电势的叠加运算体现了矢量与标量运算的一般法则，电
场中的轨迹问题可以很好的展现出在电磁相互作用下带电体所做的运动增强学生的运动观与相互作用观的
理解。电场中的图像是又一种描述电场的“语言”学生需要通过数理结合才能解答此类问题可以很好的考
场学生的关键能力。
考向破译
考向一 电场的叠加
【典例引领1】（2026 高三上·江苏南京·期中）如图，等边
位于竖直平面内，AB 边水平，顶点C
在AB 边上方，3 个点电荷分别固定在三角形的三个顶点上。已知AB 边中点M 处的电场强度方向竖直向下，
BC 边中点N 处的电场强度方向竖直向上，A 点处点电荷的电荷量的绝对值为q，则（ ）
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目录
第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局
第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学
典例引领
方法透视
变式演练
考向01 电场的叠加
考向02 电场中的“点、线、面、迹”判断相关物理量的变化
考向03 匀强电场电势差与场强的关系--电势均匀分布问题
考向04 静电场的图像问题
第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战
A．A 为正电荷，B 为负电荷
B．B 为正电荷，C 为负电荷
C．C 的电荷量为
D．C 的电荷量为
【方法透视秘籍】
1．电场强度的三个计算公式
2.电场的叠加
①电场强度是矢量，电场中某点的几个电场强度的合场强为各个电场强度的矢量和。
②电势是标量，电场中某点几个电场的电势的总电势为各个电势的代数和。
【变式演练】
【变式1-1】如图所示，M、N 和P 是以MN 为直径的半圆弧上的三点，O 点为半圆弧的圆心，∠MOP =
60°。电荷量相等、符号相反的两个点电荷分别置于M、N 两点，这时O 点电场强度的大小为E1；若将N
点处的点电荷移至P 点，则O 点电场强度的大小变为E2。则E2与E1之比为（ ）
A．
B．
C．
D．
【变式1-2】如图所示，边长为
的正三角形
的中心为
，
交
于
点，三个顶点都固定有相同
的正点电荷
，取无穷远为电势零点，则下列说法正确的是（ ）
A．
点处的电场强度为零，电势也等于零
B．若是把A 点处的电荷释放，它的加速度先变大后变小
C．若把一带正电的检验电荷
从
点移动到
点，电场力做了负功
D．若把一带正电的检验电荷
沿
线上稍稍偏离
点由静止释放，则该检验电荷将做简谐振动
【变式1-3】如图所示，直角三角形 ABC 的
，
，AB 的长度为5L，在A 点固定一带电量
为16q 的正点电荷，在B 点固定一带电量为9q 的正点电荷，静电引力常量为k，
则C 点的电场强度大小为（ ）
A．
B．
C．
D．
考向二 电场中的“点、线、面、迹”判断相关物理量的变化
【典例引领】（2026 高三上·河北·期中）如图甲所示，喷雾设备的静电喷嘴内装有一根带正电的针，使
得农药水珠离开喷嘴时带有大量正电荷，由于与大地相连的农作物的叶子一般都带负电，带正电的农药水
珠喷洒到农作物上时，就被吸附在叶子上。某次喷雾设备静止时，形成的部分电场线如图乙所示，A、B、
C、D 是电场中的四个点，若不考虑水珠所受空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．A、B、C 三点的电势关系为
B．水珠在A、B、C 三点的电势能关系为
C．D 点无电场线，水珠在D 点的电势能为零
D．静止在B 点的水珠释放后可能沿电场线运动
【方法透视】
1.根据运动轨迹判断粒子的受力及运动情况
①确定受力方向的依据
a．曲线运动的受力特征：带电粒子受力总指向曲线的凹侧；
b．电场力方向与场强方向的关系：正电荷的受力方向与场强方向相同，负电荷则相反；
c．场强方向与电场线或等势面的关系：电场线的切线方向或等势面的法线方向为电场强度的方向。
②比较加速度大小的依据：电场线或等差等势面越密⇒E 越大⇒F＝qE 越大⇒a＝越大。
③判断加速或减速的依据：电场力与速度成锐角(钝角)，电场力做正功(负功)，速度增加(减小)。
2.分析电场的特点和性质问题的一般思路
(1)电场强度
①根据电场线的疏密程度进行判断。
②根据等差等势面的疏密程度进行判断。
③根据E＝k 结合矢量合成进行判断或计算。
(2)电势
①根据沿电场线方向电势逐渐降低进行判断。
②根据φ＝进行判断或计算。
③空间存在两个或两个以上的电场时，根据电势的叠加求代数和进行判断或计算。
(3)电势能
①根据Ep＝φq 进行判断或计算。注意判断或计算时Ep、φ、q 均带正、负号，且Ep、φ 的正、负号表示大
小。
②根据电场力做功进行判断或计算。若电场力对电荷做正功，电势能减少，反之则增加，且WAB＝－ΔEp。
③根据能量守恒定律进行判断或计算。电场力做功的过程是电势能和其他形式的能相互转化的过程，若只
有电场力做功，电荷的电势能与动能相互转化，而总和应保持不变，即当动能增加时，电势能减少，反之
则增加，且ΔEk＝－ΔEp。
3.点线面迹问题的分析技巧
(1)“运动与力两线法”——画出“速度线”(运动轨迹在初始位置的切线)与“力线”(在初始位置电场线的
切线方向)，从二者的夹角情况来分析曲线运动的情况．
(2)“三不知时要假设”——电荷的正负、场强的方向(或等势面电势的高低)、电荷运动的方向，是题意中相
互制约的三个方面．若已知其中的任一个，可顺次向下分析判定各待求量；若三个都不知(三不知)，则要
用“假设法”分别讨论各种情况．
【变式演练】
【变式2-1】图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线，两粒子M、N 比荷相等，电性相
反。现将M、N 从虚线上的O 点以相同速率射出，两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。
点a、b、c 为实线与虚线的交点，已知O 点电势高于c 点。若不计重力，则（ ）
A．M 带负电荷，N 带正电荷
B．N 在a 点的速度与M 在c 点的速度大小相同
C．N 在a 点的动能与M 在c 点的动能一定相同
D．N 从O 点运动至a 点的过程中电势能增加
【变式2-2】如图所示，图中实线为某一带负电粒子仅在电场力作用下从M 向N 运动的轨迹。M、N 两点
的电场强度大小分别为
、
，电势分别为
、
，粒子经过M、N 两点时的动能分别为
和
，
电势能分别为
和
，图中的一簇虚线a、b、c 可能代表等差等势面，也可能代表电场线，下列说法
中正确的是（ ）
A．若虚线代表电场线，则
B．若虚线代表电场线，则
C．若虚线代表等势面，则
D．若虚线代表等势面，则
【变式2-3】如图所示，实线为真空中孤立点电荷电场的一条电场线，A、B 为电场线上的两个点，虚线为
电子仅在电场力的作用下从a 点运动到b 点的运动轨迹，P 为实线和虚线的交点。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．电子从a 点运动到b 点的过程中速度一定减小
D．电子从a 点运动到b 点的过程中电势能一定减小
【变式2-4】如图所示，曲线为一带电粒子在匀强电场中运动的轨迹，虚线
、
、
、
为相互平行且
间距相等的四条等势线，
、
、
、
、
为轨迹与等势线的交点。带电粒子从
点出发，初速度大
小为
，到达
点时速度大小为，则（ ）
A．四条等势线中
的电势最高
B．粒子从
到
和从
到
的速度变化量相同
C．粒子从
到
和从
到
的动能变化量不同
D．粒子在
点的加速度比在
点的加速度大
考向三 匀强电场电势差与场强的关系--电势均匀分布问题
【典例引领1】空间中存在平行于直角三角形
所在平面的匀强电场，
点有一粒子源，可向各个方向
射出质量相同、电荷量均为
、初动能均为
的带正电的粒子。粒子甲在
点的动能为
，粒子乙在
点的动能为
。已知
边长为
，
，
为
边上的一点，
长为
，忽略粒子的重力及粒
子间的相互作用，取
，
。下列说法正确的是（ ）
A．电场强度方向由
指向
B．
、
两点电势相等
C．
点的电势低于
点的电势
D．电场强度大小为
【方法透视】
1.E＝在匀强电场中的理解及应用
①UAB＝Ed，d 为A、B 两点沿电场方向的距离。
②沿电场强度方向电势降落得最快。
③在同一直线上或相互平行的两条直线上距离相等的两点间电势差相等。
2.在匀强电场中由公式U＝Ed 得出的“一式、二结论”
(1)“一式”：E＝＝，其中d 是沿电场线方向上两点间的距离。
(2)“二结论”
结论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。
结论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。
【变式演练】
【变式3-1】一匀强电场的方向平行于
平面，平面内
三点的位置如图所示，三点的电势分别为
、
、
。下列说法正确的是（ ）
A．电场强度的大小为
B．坐标原点处的电势为1V
C．电子在
点的电势能比在
点的低7eV
D．电子从
点运动到点，电场力做功为9eV
【变式3-2】如图所示，半径为
的圆内有一内接直角三角形，其中ab 为直径，
，空间存
在与圆平面平行的匀强电场，将一带正电试探电荷由a 点移动到b 点，电场力做功
；若将
该电荷由a 点移动到c 点，电场力做功
，已知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a 指向c
B．该试探电荷由b 移动到c，电势能减少
C．O 点的电势比b 点的电势低2V
D．电场强度的大小为300V/m
【变式3-3】有一匀强电场的方向平行于
平面，平面内a、b、c、d 四点的位置如图所示，cd、cb 分
别垂直于
轴、
轴，其中a、O、b 三点电势分别为
、
、
。电荷量为
的点
电荷由
点开始沿
路线运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A． 点的电势
B．点电荷在 点的电势能
C．匀强电场的方向为
指向
D．匀强电场的电场强度大小
【变式3-4】如图所示，在匀强电场中建立直角坐标系
，坐标平面与电场方向平行。坐标系中有一个
经过
、
、
、
四点的圆，
点
为圆心，
点坐标为
，
点坐标为
，
点坐标为
，一个电子沿圆弧从
点到
点电场力做功
、从
点到
点电场力做功
，则下列说法正确的是（ ）
A．电场强度的方向为由
方向
B．电场强度的方向为由
方向
C．电场强度的大小是
D．电场强度的大小是
考向四 静电场的图像问题
【典例引领】（2025·江西景德镇·模拟预测）在以竖直方向建立y 轴的xoy 平面内存在方向未知且范围足
够大的匀强电场，已知x 轴和y 轴上的各点电势如图甲和图乙所示，已知重力加速度为
。下列
说法正确的是（ ）
A．匀强电场大小为240V/m
B．x 方向分电场
与y 方向分电场
大小之比为4 3∶
C．一个电子处于坐标（3cm，3cm）时电势能为0J
D．在坐标原点以8m/s 的初速度竖直抛出质量为0.1kg 带电荷量
C 的小球，运动到最高点时
电势能增加了2J
【方法透视】
几种常见图象的特点及规律
v t 图象
根据v t 图象中速度变化、斜率确定电荷所受合力的方向与合力大小变化，确定电
场的方向、电势高低及电势能变化
φ x 图象
(1)电场强度的大小等于φ x 图线的斜率大小，电场强度为零处，φ x 图线存在极
值，其切线的斜率为零；
(2)在φ x 图象中可以直接判断各点电势的高低，并可根据电势高低关系确定电场
强度的方向；
(3)在φ x 图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用WAB＝qUAB，进而分析WAB的
正负，然后做出判断
Ex 图象
(1)反映了电场强度随位移变化的规律；(2)E＞0 表示场强沿x 轴正方向，E＜0 表示
场强沿x 轴负方向；
(3)图线与x 轴围成的“面积”表示电势差，“面积”大小表示电势差大小，两点的
电势高低根据电场方向判定
Epx 图象
(1)反映了电势能随位移变化的规律；
(2)图线的切线斜率大小等于电场力大小；
(3)进一步判断场强、动能、加速度等随位移的变化情况
【变式演练】
【变式4-1】在
轴上关于坐标
点对称的位置上有两个等量的正点电荷，其在
平面上形成的电势分
布沿
轴的剖面图如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．坐标
点处的电势和场强均不为零
B．在
轴上与
点电势相等的点有两个
C．负电荷在
点的电势能比在
点低
D．在
轴任意位置处把正电荷沿
轴正方向单向移动的过程中电场力均先做负功再做正功
【变式4-2】在x 轴上0~x0范围内，存在沿x 轴正方向的电场，一质量为m 的带正电粒子从O 点由静止释
放，粒子在电场力的作用下沿x 轴做加速运动，从x0处离开电场，粒子的电势能Ep随x 变化的规律为如图
所示的直线。下列说法正确的是（ ）
A．
图像的斜率的绝对值表示电场力
B．粒子在0~x0范围内做匀加速直线运动
C．粒子离开电场时的速度大小为
D．粒子在电场中运动的时间为
【变式4-3】如图甲所示，
、
是某电场中一条电场线上的两点，一个负电荷从
点由静止释放，仅在
静电力作用下从
点运动到
点，其运动的
图像如图乙所示，则（ ）
A．图甲中电场线的方向由
指向
B．
点的电场强度小于
点的电场强度
C．
点的电势高于
点的电势
D．该负电荷在
点的电势能大于其在
点的电势能
综合巩固
1．（2025·浙江·高考真题）一束
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
，元电荷
，金原子序数为79，
不考虑
粒子间的相互作用，则（ ）
A．沿轨迹1 运动的
粒子受到的库仑力先做正功，后做负功
B．沿轨迹2 运动的
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
粒子的电势能不相等
D．若
粒子与金原子核距离为
，则库仑力数量级为
2．（2025·全国卷·高考真题）匀强电场中，一带正电的点电荷仅在电场力的作用下以某一初速度开始运动，
则运动过程中，其（ ）
A．所处位置的电势一定不断降低
B．所处位置的电势一定不断升高
C．轨迹可能是与电场线平行的直线
D．轨迹可能是与电场线垂直的直线
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·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
四点中电势最高的是（ ）
A．a 点
B．b 点
C．c 点
D．d 点
5．（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．
6．（2025·福建·高考真题）角分辨光电子能谱仪是现代科学研究的先进仪器，其核心装置中有两个同心半
球极板。垂直半球底面儿且过球心O 的截面如图所示。极板间存在一径向电场，其等势线为一系列以O 为
圆心的半圆。电子A 以初动能
，从入口M 点垂直半球底面入射，从N 点射出，电子b 也从M 点垂直半
球底面入射，经P 点后从Q 点射出。两电子的运动轨迹如图所示，已知电子a 轨迹为一以O 为圆心的半圆，
与OP 交于H 点，H、P 两点间的电势差为U，
，
，电子电荷量大小为，重力不计。则
（ ）
A．P 点的电场强度
B．电子a 在H 点儿受到的电场力大小为
C．电子b 在P 点动能小于在Q 点动能
D．电子b 从M 点运动到Q 点的过程中，克服电场力所做的功小于2eU
7．（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
8．（2025·海南·高考真题）某静电场电势
在
轴上分布如图所示，图线关于
轴对称，
、
、
是
轴上的三点，
；有一电子从
点静止释放，仅受
轴方向的电场力作用，则下列说法正确的是
（ ）
A．
点电场强度方向沿
轴负方向
B．
点的电场强度小于
点的电场强度
C．电子在
点的动能小于在
点的动能
D．电子在
点的电势能大于在
点的电势能
9.（2025·天津·高考真题）如图所示，在一固定点电荷形成的电场中，一试探电荷仅在静电力作用下先后
经过a、b 两点，图中箭头方向表示试探电荷在a、b 两点处的受力方向，则（ ）
A．a 点电势一定高于b 点电势
B．试探电荷与场源电荷电性一定相同
C．a 点电场强度一定大于b 点电场强度D．试探电荷的电势能一定先减小后增大
10．（2025·湖南·高考真题）一匀强电场的方向平行于
平面，平面内A 点和B 点的位置如图所示。电
荷量为
和
的三个试探电荷先后分别置于O 点、A 点和B 点时，电势能均为
。下列说
法正确的是（ ）
A．
中点的电势为零
B．电场的方向与x 轴正方向成
角
C．电场强度的大小为
D．电场强度的大小为
