电场力的性质和电场能的性质-2023年高考物理真题含答案

电场力的性质和电场能的性质-2023年高考物理真题

电场力的性质和电场能的性质

目录

真题考查解读

2023年真题展现

考向一电场力的性质

考向二电场能的性质

近年真题对比

考向一电场力的性质

考向二电场能的性质

命题规律

名校模拟探源

易错易混速记

真题考查解读

ft

【命题意图】近3年新高考卷对于运动的描述考查共计22次，对电场性质的考查往往以电场线、等势线为背景,

结合场强、电势、电势能、电场力做功等基本概念及匀强电场中电势差与电场强度的关系

【考查要点】电场强度是描述电场力的性质的物理量,是电场一章的重要概念，也是高考重点考查的对象,从近

几年的全国各地的试题看,高考单独考查电场强度的度题均为选项题，重点考查电场强度的性质、叠加原理、

形象描述它的电场线，有的与其它概念一起综合考查，描述电场能的性质是电场一章的又一条主线，因此与之

相关的概念和规律构成了电场一章的重点内容，自然出是高考考查的热点。从近几年高考看,对电势高低的

比较、电势能的大小比较、电势差等内容考查的频率较高，特别是电场力做功的特点以及电场力做功与电势能

的变化之间的关系往往是命题的重点.单独考查的题型一般为选择题，综合其它知识考查的一般为计算题,

难度偏易或中等

【课标链接】针对本专题的特点，应“抓住两条主线、明确两类运动、运用两种方法”解决有关问题.两条主线是指

电场力的性质（物理量--电场强度）和能的性质（物理量--电势和电势能）

：2。23年真题展现

考向一电场力的性质

题目11（2023全国甲卷）在一些电子显示设备中，让阴极发射的电子束通过适当的非匀强电场，可以使发散

的电子束聚集。下列4幅图中带箭头的实线表示电场线，如果用虚线表示电子可能的运动轨迹，其中正确

的是（）

荧

/荧

光

光

电

子

屏

屏

翅目2）（2023•浙江•统考高考真题）某带电粒子转向器的横截面如图所示，转向器中有辐向电场。粒子从M

点射入，沿着由半径分别为扁和兄的圆弧平滑连接成的虚线（等势线）运动,并从虚线上的N点射出，虚线

处电场强度大小分别为4和星，则B、凡和耳、也应满足（）

cE]R\

C.瓦=瓦Dk8

题目X）（2023海南卷）如图所示，一光滑绝缘轨道水平放置，直径上有A、B两点，AO=2cm,OB=

4cm,在AB固定两个带电量分别为Qi、Q2的正电荷,现有一个带正电小球静置于轨道内侧P点（小球可视

为点电荷），已知AP：BP=n：1，试求Q：Q2是多少（）

［题目W（2023•湖南•统考高考真题）如图，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为QI、Q2和

Q3，P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°、和30°。若P点处的电场强度为

零，q>0,则三个点电荷的电荷量可能为（）

h-迎L____3诙X

乌。203

B.Qi=—q,Q=一4《q,Q=-4g

A.Qi=q,Q=V2Q9Qs=q3

2o

D.Q产q,Q=一当5q，Q=4q

C.。尸一q,Q洛6q,Q=-q

3o

题目可（2023全国乙卷）如图，等边三角形AABC位于竖直平面内，AB边水平，顶点。在4B边上方，3个

点电荷分别固定在三角形的三个顶点上。已知边中点河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，人点处点电荷的电荷量的绝对值为g,求

（1）B点处点电荷的电荷量的绝对值并判断3个点电荷的正负；

（2）。点处点电荷的电荷量。

考向二电场能的性质

题目,（2023•广东•统考高考真题）电子墨水是一种无光源显示技术，它利用电场调控带电颜料微粒的分布,

使之在自然光的照射下呈现出不同颜色.透明面板下有一层胶囊，其中每个胶囊都是一个像素.如图所

示，胶囊中有带正电的白色微粒和带负电的黑色微粒.当胶囊下方的电极极性由负变正时,微粒在胶囊内

迁移（每个微粒电量保持不变），像素由黑色变成白色.下列说法正确的有（）

黑色微粒

（带负电）

白色微粒

（带正电）

A.像素呈黑色时，黑色微粒所在区域的电势高于白色微粒所在区域的电势

B.像素呈白色时，黑色微粒所在区域的电势低于白色微粒所在区域的电势

C.像素由黑变白的过程中，电场力对白色微粒做正功

D.像素由白变黑的过程中，电场力对黑色微粒做负功

题目可（2023•辽宁•统考高考真题）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（6）为四

极杆内垂直于，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（）

图(a)图(b)

A.P点电势比M点的低B.P点电场强度大小比加点的大

C.初点电场强度方向沿z轴正方向D.沿c轴运动的带电粒子，电势能不变

题目回（2023•全国•统考高考真题）在。点处固定一个正点电荷，P点在。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，其一段轨迹如图所示。M.N

是轨迹上的两点，OP>OM,OM=ON,则小球（）

J

。./iM

加

A.在运动过程中，电势能先增加后减少B.在P点的电势能大于在N点的电势能

C.在加点的机械能等于在N点的机械能D.从河点运动到N点的过程中，电场力始终不做功

题目回（2023•湖北•统考高考真题）在正点电荷Q产生的电场中有M、N两点，其电势分别为<pM,<pN,电场强

度大小分别为瓦八打。下列说法正确的是（）

A.若（PM>阿，贝UAf点到电荷Q的距离比N点、的远

B.若％VEN，则〃■点到电荷Q的距离比N点的近

C.若把带负电的试探电荷从M点移到N点，电场力做正功，则<pM<<PN

D.若把带正电的试探电荷从〃■点移到N点，电场力做负功，则%

：题宜10（2023•山东•统考高考真题）如图所示,正六棱柱上下底面的中心为。和O',人、。两点分别固定等

量异号的点电荷，下列说法正确的是（）

A.F'点与。'点的电场强度大小相等

B.吕点与E'点的电场强度方向相同

c.n点与尸点的电势差小于。点与》点的电势差

D.将试探电荷+q由F点沿直线移动到O点，其电势能先增大后减小

、题目口11（2023•海南•统考高考真题）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（）

㊀c

/\

/\

A（^—*；--—G）B

MON

A.A/、N两点电场强度相同B.M、N两点电势相同

C.负电荷在“点电势能比在。点时要小D.负电荷在N点电势能比在。点时要大

近年真题对比

考向一电场力的性质

题目工（2022•山东卷・T3）半径为72的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于。点，环上均匀分布着电量为

Q的正电荷。点将圆环三等分，取走A、口处两段弧长均为AL的小圆弧上的电荷。将一点电荷q

置于OC延长线上距。点为2R的。点，O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变，q为

A.正电荷，q=&竽B.正电荷,q="

7lrCTLri

/zz.d-.2QA7L2>\/3QAZ/

C.负电何，q=D.负电何，q=——詈一

题目习（2022•全国乙卷・T19）如图,两对等量异号点电荷+q、-q（q>0）固定于正方形的4个项点上。L、

N是该正方形两条对角线与其内切圆的交点，。为内切圆的圆心，河为切点。贝1（）

+

1--；…

M耘

A.乙和N两点处的电场方向相互垂直

B.M■点的电场方向平行于该点处的切线，方向向左

C.将一带正电的点电荷从初点移动到。点，电场力做正功

D.将一带正电的点电荷从L点移动到N点，电场力做功为零

考向二电场能的性质

〔题目⑤（2022•湖南卷•底）如图，四根完全相同的均匀带正电绝缘长棒对称放置在长方体的四条长边a、b、

c、d上。移去a处的绝缘棒，假定另外三根绝缘棒电荷分布不变。关于长方体几何中心。点处电场强度方

向和电势的变化，下列说法正确的是（）

a

b

6d

A.电场强度方向垂直指向a,电势减小B.电场强度方向垂直指向c,电势减小

C.电场强度方向垂直指向a,电势增大D.电场强度方向垂直指向c,电势增大

题目⑷（2022•河北•！《）如图，真空中电荷量为2q和—q（q>0）的两个点电荷分别位于河点与N点,形成一

个以上W延长线上。点为球心，电势为零的等势面（取无穷处电势为零），P为上W连线上的一点，S为等

势面与直线皿N的交点，T为等势面上的一点，下列说法正确的是（）

A.P点电势低于S点电势

B.T点电场强度方向指向。点

C.除无穷远处外，直线7W上还有两个电场强度为零的点

D.将正试探电荷奥从T点移到P点,静电力做正功

命题规律

分析近三年的高考试题,对电场性质的考查往往以电场线、等势线为背景，结合场强、电势、电势能、电场力做功

等基本概念及匀强电场中电势差与电场强度的关系考查电场性质的理解是高考命题。试题考查多为选择题。

名校模拟探源

题目回（2023•福建泉州•统考三模）三个相同的带孔金属小球A、B、。串在环形绝缘细绳上，A、B所带的电

荷量分别为+Q、+2Q,C不带电。将三个小球放在绝缘水平桌面上，保持静止时三个小球的位置如图甲

所示。将三个球一起接触后释放，再次静止时，三个小球的位置如图乙所示。不计小球的体积与一切摩擦,

则前后两次静止时，细绳中张力大小之比为（）

D.4:373

题目回（2023•辽宁沈阳•沈阳二中校考模拟预测）如图所示，在边长为a的等边三角形的三个顶点A、5、C

上,分别固定三个电荷量相等的点电荷，其中力、B处的点电荷均带正电，。处的点电荷带负电，。为三角

形中心，已知k为静电力常量，则关于O点的电场强度大小,下列说法正确的是（

3kQ

0丁a2

：题目可（2023•全国•模拟预测）如图所示，一半径为R的绝缘环上,均匀地分布有电荷量为Q的电荷,在垂直

于圆环平面的对称轴上有一点P,它与环心。的距离=静电力常量为鼠关于P点的场强E,下列

四个表达式中有一个是正确的，请你根据所学的物理知识，通过一定的分析,判断正确的表达式是（）

E_kQRkQL

D.乜——―/------

—/(我+，尸V(2?2+L2)3

题目回（2023•山东枣庄•统考二模）如图所示，为两个对称的圆锥的顶点，相距2人圆锥的底面半径为

I,。点为圆锥底面圆周上的一点，O点为4B连线的中点，。点为OB连线的中点。现把两个电荷量都是

Q的正点电荷分别置于A、B两点。该空间为真空，静电力常量为鼠则下列说法正确的是（）

A.圆周上各点的电场强度的方向都平行于连线

B.圆周上。点的电场强度大小为冷Q

I2

C.在OB连线上各点的电场强度都一定大于。点的电场强度

D.将另一个带负电的检验电荷q从C点沿CO、OD的折线路径移动到。点的过程中，其电势能一定逐渐

减小

题目可（2023•山东•统考二模）学校科技节中某参赛选手设计了运输轨道，如图甲所示，可简化为倾角为。的

足够长固定绝缘光滑斜面。以斜面底端为坐标原点,沿斜面向上为c轴的正方向，且沿2轴部分区域存在

电场。在斜面底端由静止释放一质量为小、电荷量为+q的滑块，在滑块向上运动的一段过程中,机械能E

随位置坐标，的变化如图乙所示，曲线A点处切线斜率最大。滑块可视为质点，不计空气阻力,不计滑块

产生的电场。以下说法正确的是（）

A.在g〜g过程中，滑块动能先减小后恒定

B.在电处滑块的动能最大，&max=?-m5Cisin（9

C.在0〜,2的过程中重力势能与电势能之和一直增大

D.在0〜g过程中，滑块先加速后减速

题目101（2023•甘肃张掖校考模拟预测）某电场等势面分布情况如图所示，分别为场

中两点，一带电粒子在此电场中的轨迹如虚线所示，下列判断正确的是（）

A.带电粒子带负电

B.带电粒子在B点的加速度大于在人点的加速度

C.带电粒子运动到B点的速度大于在入点的速度

D.负的点电荷在B点由静止释放,只在电场力的作用下电荷将沿着等势面e运动

题目QT）（2023•甘肃•统考三模）如图所示，一对面积较大的平行板电容器AB水平放置，A板带正电荷，B板

接地，P为两板中点，再使A、B分别以中心点O、O，为轴在竖直平面内转过一个相同的小角度。，下列结

论正确的是（）

产・

A.电容器的电容不变B.两板间电场强度变大

C.两板间的P点电势增大D.两板间的P点电势降低

题目叵1（2023•陕西商洛•镇安中学校考模拟预测）如图所示，一长为力的绝缘轻绳一端系着质量为机、带电

荷量为+g的小球（可视为质点）、另一端固定在。点，整个空间存在与竖直方向夹角为45°的匀强电场。小

球绕。点在竖直面ACBD内做圆周运动，其中AB水平，CD竖直，E、F连线与电场平行且经过。点，小

球运动到A点时速度最小，为J次,g为重力加速度，则下列说法正确的是（）

A.匀强电场的电场强度大小为理B.小球从A点运动到B点，合力做功为

q

C.小球在5点时轻绳的拉力大小为6mgD.小球运动到E点时机械能最小

题目［［（多选）（2023•湖南长沙•长沙一中校考二模）如图所示，两个等大的均匀带电圆环，带电量分别为

+Q和一Q,圆心分别为A、C。将它们平行放置，4。与环面垂直，B是AC的中点。现有一个质量为小,

带电量为+g的微粒（重力不计）在电场中运动，关于微粒运动，下列判断正确的是（）

A.若使微粒从B点开始沿垂直AC的直线运动，则电势能不变

B.若微粒从A点由静止释放,则微粒在AC间做往返运动

C.若微粒从A点由静止释放,则微粒的电势能先减小后增大，在。点时电势能最小

D.若微粒从A点由静止释放,则微粒的最终速度与经过B点时的速度相等

题目口£I侈选）（2023•全国♦校联考模拟预测）如图，4B、。、。、A、B'、为空间中的八个点,八个点

恰好位于正方体的八个顶点。匀强电场恰好沿正方体的对角线力。'方向，已知正方体边长为1cm,A,4间

的电势差为IV,下列关于B、。'间电势高低及电场强度大小分析正确的是（）

A.(PB>(p^B.如C.E=V^V/cmD.E=V2V/cm

题目叵）（2023•江西九江•统考三模）如图所示，竖直平面内有一个半径为R的圆周，A、D两点为其水平直

径的两端，C、F两点为其竖直直径的两端。空间有与圆周平面平行的匀强电场，在圆周上的B点有一粒

子源,在圆周平面内，以相同大小的初速度为沿各个方向发射质量为m的带相同正电荷的微粒。对比到达

圆周上各点的微粒的能量，发现到达D点的微粒机械能最大,到达E点的微粒动能最大。已知重力加速度

为9，则（）

c

A.电场的方向沿半径。到E

B.微粒所受电场力大小为空mg

O

题目正〕（2023•海南•统考模拟预测）如图所示，曲线为一带电粒子仅在电场力作用下通过一个固定正点电荷

产生的电场区域时的运动轨迹，a、b.c为这条轨迹上的三个点,且带电粒子在b点所受的电场力方向与速

度方向垂直，由此可知下列说法正确的是（）

A.粒子在a、c两点的加速度大小aa<acB.粒子在a、c两点的加速度大小aa>ac

C.a、c两点的电场强度大小区〈风D.a、C两点的电势外>（Pc

题目至1（2023•黑龙江哈尔滨•哈师大附中校考模拟预测）如图甲所示，圆形区域存在与圆平面平行的匀强电

场E（图中未画出），圆的两条直径AB与CD间的夹角为60°,从A点向圆形平面内不同方向发射速率相同

的质子（不计质子间相互作用）,发现从圆边界射出的粒子中。点射出的粒子速度最大。以A为坐标原点。

沿AB方向建立立坐标轴，B点的坐标为2m7轴上从A到B的电势变化如图乙所示，则（）

A.CD间电势差4°=8VB.C。间电势差”=16V

C.电场强度后=手777nD.电场强度E=8V/nz

.易错易混速记，

1.电场强度三个公式的比较

Q

公式E=k^E=*

qra

适用范围任何电场真空中的点电荷匀强电场

2.等量同种和异种点电荷的电场强度的比较

比较项目等量异种点电荷等量同种点电荷

电场线分布图

11

连线上。点场强最小，指向

连线中点。处的场强为零

负电荷一方

连线上的场强大小（从左到右）

沿连线先变小，再变大沿连线先变小，再变大

沿中垂线由。点向外场强大小。点最大，向外逐渐减小。点最小，向外先变大后变小

关于。点对称的人和4、B和

等大同向等大反向

的场强

3.电场线的理解

（1）任意两条电场线不相交不相切；

（2）电场线的疏密表示电场的强弱，电场线越密，电场强度越大，电场线越稀，电场强度越小；

（3）电场线上任意一点的场强方向即为该点的切线方向。正电荷受力方向与该点电场方向相同；负电荷受

力方向与该点电场方向相反；

（4）两条电场线间的空白区域,也存在电场；

4.电势高低的判断

判断依据判断方法

电场线方向沿电场线方向电势降低,并且降低最快

取无穷远处电势为零，正电荷周围电势大于零，越靠近正电荷电势越高;取无穷远处电势

场源电荷的正负

为零,负电荷周围电势小于零，越靠近负电荷电势越低

电势能的高低正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能小

根据“B=也，将叱8q的正负号带入，由的正负判断力、（p的高低

电场力做功B

q

5.电势能大小的判断方法

判断角度判断方法

电场力做正功，电势能减小；

做功判断法

电场力做负功，电势能增大

电荷电势法正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势低的地方电势能大

由Ep=q%,将q、0P的大小、正负号一起代入公式，玛的正值越大，电势能越大；玛的

公式法

负值的绝对值越小，电势能越大

在电场中,若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增大，电势能减

能量守恒法

小;反之，电势能增大

6.几种常见电场图象的特点及规律

v-t根据n"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

图象势高低及电势能变化

(1)电场强度的大小等于图线的斜率大小，电场强度为零处，0-。图线存在极值，其切线的

斜率为零；

(p-X(2)在0世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

图象向；

(3)在0也图象中分析电荷移动时电势能的变化，可用"42=式几，进而分析吹的正负，然后

做出判断

(1)反映了电场强度随位移变化的规律；

E-x(2)E>0表示场强沿2轴正方向，EV0表示场强沿2轴负方向；

图象⑶图线与c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

(1)反映了电势能随位移变化的规律；

E-x

p(2)图线的切线斜率大小等于电场力大小；

图象

(3)进一步判断场强、动能、加速度等随位移的变化情况

电场力的性质和电场能的性质

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真题考查解读

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考向一电场力的性质

考向二电场能的性质

近年真题对比

考向一电场力的性质

考向二电场能的性质

命题规律

名校模拟探源

易错易混速记

真题考查解读

ft

【命题意图】近3年新高考卷对于运动的描述考查共计22次，对电场性质的考查往往以电场线、等势线为背景,

结合场强、电势、电势能、电场力做功等基本概念及匀强电场中电势差与电场强度的关系

【考查要点】电场强度是描述电场力的性质的物理量,是电场一章的重要概念，也是高考重点考查的对象,从近

几年的全国各地的试题看,高考单独考查电场强度的度题均为选项题，重点考查电场强度的性质、叠加原理、

形象描述它的电场线，有的与其它概念一起综合考查，描述电场能的性质是电场一章的又一条主线，因此与之

相关的概念和规律构成了电场一章的重点内容，自然出是高考考查的热点。从近几年高考看,对电势高低的

比较、电势能的大小比较、电势差等内容考查的频率较高，特别是电场力做功的特点以及电场力做功与电势能

的变化之间的关系往往是命题的重点.单独考查的题型一般为选择题，综合其它知识考查的一般为计算题,

难度偏易或中等

【课标链接】针对本专题的特点，应“抓住两条主线、明确两类运动、运用两种方法”解决有关问题.两条主线是指

电场力的性质（物理量--电场强度）和能的性质（物理量--电势和电势能）

：2。23年真题展现

考向一电场力的性质

题目］（2023全国甲卷）在一些电子显示设备中，让阴极发射的电子束通过适当的非匀强电场，可以使发散

的电子束聚集。下列4幅图中带箭头的实线表示电场线，如果用虚线表示电子可能的运动轨迹，其中正确

的是（）

荧

荧

光

光

屏

屏

c,电子＜5

【答案】A

【解析】电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧，A正确；

B.电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧，对电子受力分析有

可见与电场力的受力特点相互矛盾，B错误；

C.电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧，对电子受力分析有

荧

光

电子上屏

可见与电场力的受力特点相互矛盾，。错误；

D.电子做曲线运动满足合力指向轨迹凹侧，对电子受力分析有

可见与电场力的受力特点相互矛盾，。错误

题目2（2023•浙江•统考高考真题）某带电粒子转向器的横截面如图所示，转向器中有辐向电场。粒子仄M

点射入，沿着由半径分别为小和此的圆弧平滑连接成的虚线（等势线）运动，并从虚线上的N点射出，虚线

处电场强度大小分别为耳和星,则后、凡和耳、反应满足（）

A旦=&R旦=里C旦=&nEl=近

E2~&E2~凡EjR2星—Rl

【答案】A

【详解】带电粒子在电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，则有qEi=m^-,招2=,联立可得

Ei=R?

后2R1

故选4。

题目（2023海南卷）如图所示，一光滑绝缘轨道水平放置，直径上有A、B两点，力。=2cm,OB=

4cm,在AB固定两个带电量分别为Q、Q2的正电荷，现有一个带正电小球静置于轨道内侧P点（小球可视

为点电荷），已知AP：BP=九：1,试求。1：。2是多少（）

【答案】。

【解析】

对小球受力分析如图所示

ACPH=Z.OPB,ACHP=AHPD=ZAPO

AOBP=BO

其中△APO中,同理有

sin(7r—Z.POB)sinZAFOsinZFOBsinZBFO

联立有

其中FA=，PB-QI：Q2—2n%1,。正确。

题目团（2023•湖南•统考高考真题）如图，真空中有三个点电荷固定在同一直线上，电荷量分别为Qi、Q2和

Q3，P点和三个点电荷的连线与点电荷所在直线的夹角分别为90°、60°、和30°。若P点处的电场强度为

零，q>0,则三个点电荷的电荷量可能为（）

A.Q=q,Q2^V2q,Q3=QB.Q产-q,Q=^-q>。3=-4q

C.Qi=_q，Q2=Q=—qD.Q=q,Q^——q,Q=4q

o3

【答案】。

【详解】AB.选项AB的电荷均为正和均为负，则根据电场强度的叠加法则可知，P点的场强不可能为零,

AB错误；

C.设P、Qi间的距离为『加Qi、Q在P点产生的合场强大小有COS120。，解得石=

2T

A/21/CQ

4T2

而Q2产生的场强大小为E=3学9,则P点的场强不可能为零,。错误;

4r

D.设P、Qi间的距离为,，则QI、Q3在P点产生的合场强大小有cosl200=

r2

而Q2产生的场强大小为黑■，则P点的场强可能为零，。正确。

故选。。

题目可（2023全国乙卷）如图，等边三角形AABC位于竖直平面内，边水平，顶点。在4B边上方，3个

点电荷分别固定在三角形的三个顶点上。已知边中点”处的电场强度方向竖直向下，6。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,求

（1）3点处点电荷的电荷量的绝对值并判断3个点电荷的正负；

（2）。点处点电荷的电荷量。

【答案】（l）q,力、B、C均为正电荷；⑵31%

【解析】（1）因为初点电场强度竖直向下，则。为正电荷，根据场强的叠加原理，可知A、B两点的电荷在M

点的电场强度大小相等，方向相反，则B点电荷带电量为q,电性与力相同，又N点电场强度竖直向上，可

得4处电荷在N点的场强垂直BC沿AN连线向右上，如图所示

可知A处电荷为正电荷，所以A、B、。均为正电荷。

（2）如图所示

由几何关系E'A=E'B"tan30s即与=卓（乜-发

AN23\BN2CN2>

3

其中解得qc=~^q

o

考向二电场能的性质

题目回（2023•广东•统考高考真题）电子墨水是一种无光源显示技术，它利用电场调控带电颜料微粒的分布,

使之在自然光的照射下呈现出不同颜色.透明面板下有一层胶囊，其中每个胶囊都是一个像素.如图所

示，胶囊中有带正电的白色微粒和带负电的黑色微粒.当胶囊下方的电极极性由负变正时，微粒在胶囊内

迁移（每个微粒电量保持不变），像素由黑色变成白色.下列说法正确的有（）

黑色微粒

（带负电）

白色微粒

（带正电）

A.像素呈黑色时，黑色微粒所在区域的电势高于白色微粒所在区域的电势

B.像素呈白色时，黑色微粒所在区域的电势低于白色微粒所在区域的电势

C.像素由黑变白的过程中，电场力对白色微粒做正功

D.像素由白变黑的过程中，电场力对黑色微粒做负功

【答案】AC

【详解】像素呈黑色时，当胶囊下方的电极带负电，像素胶囊里电场线方向向下，所以黑色微粒所在的

区域的电势高于白色微粒所在区域的电势，故A正确；

像素呈白色时，当胶囊下方的电极带正电，像素胶囊里电场线方向向上，所以黑色微粒所在的区域的电

势高于白色微粒所在区域的电势，故8错误；

。.像素由黑变白的过程中，白色微粒受到的电场力向上，位移向上，电场力对白色微粒做正功，故。正确；

。.像素由白变黑的过程中，黑色微粒受到的电场力向下，位移向下，电场力对黑色微粒做正功,故D错误o

故选47。

题目⑺（2023•辽宁•统考高考真题）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（6）为四

极杆内垂直于力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（）

z

zk

B.P点电场强度大小比加点的大

C.初点电场强度方向沿z轴正方向D.沿2轴运动的带电粒子，电势能不变

【答案】CD

【详解】4因P点所在的等势面高于“点所在的等势面，可知P点电势比河点的高，选项4错误；

B.因M点所在的等差等势面密集，则M■点场强较P点大，即P点电场强度大小比”点的小，选项B错

、口

伏；

C.场强方向垂直等势面，且沿电场线方向电势逐渐降低，可知M点电场强度方向沿Z轴正方向，选项。正

确；

D.因c轴上个点电势相等，则沿/轴运动的带电粒子，则电势能不变，选项。正确。

故选CD。

题目回（2023•全国•统考高考真题）在。点处固定一个正点电荷，P点在。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，其一段轨迹如图所示。M、N

是轨迹上的两点，OP>OM,OM=ON,则小球（）

I

。./fM

加

A.在运动过程中，电势能先增加后减少B.在P点的电势能大于在N点的电势能

C.在/■点的机械能等于在N点的机械能D.从朋■点运动到N点的过程中，电场力始终不做功

【答案】BC

【详解】ABC.由题知，OP>OM,OM=ON,则根据点电荷的电势分布情况可知，0.=<pN><pP

则带负电的小球在运动过程中，电势能先减小后增大，且与r〉与河=E„N

则小球的电势能与机械能之和守恒，则带负电的小球在Al点的机械能等于在N点的机械能，A错误、BC

正确；

D.从河点运动到N点的过程中，电场力先做正功后做负功，。错误。

故选BC。

题目9（2023•湖北•统考高考真题）在正点电荷Q产生的电场中有河、N两点，其电势分别为W、中N，电场强

度大小分别为与、岛。下列说法正确的是（）

A.若（PM>（pN,则同点到电荷Q的距离比N点的远

B.若％<岛，则“点到电荷Q的距离比N点的近

C.若把带负电的试探电荷从“点移到N点，电场力做正功,则（pM<<PN

D.若把带正电的试探电荷从M点移到N点，电场力做负功，则%>岛

【答案】。

【详解】4沿着电场线的方向电势降低，根据正点电荷产生的电场特点可知若3M>®V,则“点到电荷Q

的距离比N点的近，故A错误；

B.电场线的疏密程度表示电场强度的大小，根据正点电荷产生的电场特点可知若EM<EN,则M点到电

荷Q的距离比N点的远，故B错误；

C.若把带负电的试探电荷从河点移到N点，电场力做正功，则是逆着电场线运动，电势增加，故有（pM<

ON,故。正确；

D.若把带正电的试探电荷从M点移到N点，电场力做负功，则是逆着电场线运动;根据正点电荷产生的

电场特点可知EM<EN,故D错误。

故选。。

〔题目Qo（2023•山东•统考高考真题）如图所示,正六棱柱上下底面的中心为。和。，4。两点分别固定等

量异号的点电荷，下列说法正确的是（）

A.F'点与。'点的电场强度大小相等

B.吕点与E'点的电场强度方向相同

c.n点与尸点的电势差小于。点与》点的电势差

D.将试探电荷+q由F点沿直线移动到O点，其电势能先增大后减小

【答案】ACD

【详解】。.将六棱柱的上表面拿出

由几何条件可知正电荷在OF中点K的场强方向垂直OF,则K点的合场强与OF的夹角为锐角，在尸点

的场强和OF的夹角为钝角，因此将正电荷从F移到O点过程中电场力先做负功后做正功，电势能先增大

后减小，。正确；

C.由等量异种电荷的电势分布可知04=0>0,0D=—0V0,（p（y—0,（PF>>0

因此（P^—（PF'—（P—0尸，V00—0£/=①，C正确；

AB.由等量异种电荷的对称性可知尸和。'电场强度大小相等，5和E'电场强度方向不同，4正确B错

、口

沃；

故选ACD。

、题目口［：（2023•海南•统考高考真题）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，。

带负电，O、M、N为AB边的四等分点，下列说法正确的是（）

㊀C

A(+)---•-----■----------•---(+)R

MON

A.两点电场强度相同B.M、N两点电势相同

C.负电荷在同点电势能比在。点时要小D.负电荷在N点电势能比在。点时要大

【答案】BC

【详解】根据场强叠加以及对称性可知，MN两点的场强大小相同，但是方向不同，选项A错误；

B.因在AB处的正电荷在AW两点的合电势相等，在。点的负电荷在两点的电势也相等，则AW两

点电势相等，选项B正确；

CD.因负电荷从河到O,因AB两电荷的合力对负电荷的库仑力从O指向则该力对负电荷做负功，。

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“点的电势能比在。点小；同理可知负电荷在N点的电势能比在。点小。选项C正确,D

错误。

故选BC。

故选BD。

||近年真题对比』

考向一电场力的性质

Wt①（2022•山东卷・T3）半径为五的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于。点，环上均匀分布着电量为

Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分，取走处两段弧长均为AL的小圆弧上的电荷。将一点电荷q

置于OC延长线上距。点为2R的。点，。点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变，q