专题03 电场能的性质【考题猜想】（11题型58题）原卷版-2024-2025学年高二物理上学期期中考点大串讲（教科版2019必修三）

猜想03电场能的性质TOC\o"1-3"\h\u【题型01电势能的概念和相对性】 1【题型02带电粒子在电场中的电势能】 2【题型03Ep-x图像分析】 4【题型04φ-x图像分析】 5【题型05匀强电场中电势的计算】 7【题型06多个点电荷周围的电势叠加】 9【题型07静电力做功与电势差的关系】 10【题型08计算带电粒子穿越不同等势面时电场力做功和能量变化】 12【题型09计算匀强电场中两点的电势差】 14【题型10判断非匀强电场中等距两点电势差的大小】 16【题型11电场线、等势面和运动轨迹的定性分析】 18【题型01电势能的概念和相对性】1．（23-24高二上·广东深圳·期中）如图所示，带箭头的实线表示某电场的电场线，虚线表示该电场的等势面。A、B为电场中两点。下列说法中正确的是（）A． B．C．正电荷在A点的电势能小于在B点的电势能D．电子在A点的受力方向与电场线方向相同2．（23-24高二上·山西吕梁·期中）如图所示，在足够长的光滑水平滑杆的正上方某点固定正的点电荷，带正电的小球穿过滑杆，从点以速度向右运动，小球在点的加速度大小为，已知无穷远处电势为零，点、点的电势分别为10V、20V，小球的比荷，不计小球与滑杆间的摩擦，小球运动过程电量不变，以下说法正确的是（）

A．小球运动到b点时速度大小为5m/s B．小球运动到点加速度大小为C．小球最终速度大小为8m/s D．小球最大电势能为20J3．（23-24高二上·陕西咸阳·期末）如图所示，正点电荷Q位于x轴坐标原点O处，下列说法正确的是（）A．与处的电场强度相同B．处的电势小于处的电势C．处的电场强度大于处的电场强度D．正点电荷在处的电势能小于其在处的电势能4．（23-24高二下·四川眉山·期中）真空中相距为的两个点电荷分别固定于轴上和的两点，在两者连线上各点的电场强度随变化的关系如图所示，选沿轴方向为正方向，以下判断正确的是（

）A．为正电荷、N为负电荷B．所带电荷量的绝对值之比为C．沿轴从到电势逐渐降低D．将一个正点电荷沿轴从移动到，该电荷的电势能先减小再增大【题型02带电粒子在电场中的电势能】5．（23-24高二下·陕西咸阳·期末）如图所示，在正点电荷产生的电场中，a、b为同一电场线上的两点。将一个带正电的试探电荷q从a点移至b点，下列说法正确的是（）A．a点电势低于b点电势 B．a、b两点的电场强度相等C．电场力对试探电荷q做负功 D．试探电荷q在a点的电势能大于在b点的电势能6．（多选）（23-24高一下·湖北·期末）如图所示，匀强电场中有一边长为的正方体，为上表面的中心。将带电量为的负点电荷从移到电场力做功0.01J，从移到克服电场力做功0.02J，从移到电场力做功0.03J，已知点的电势为0，下列说法正确的是（

）A．点的电势为10V B．点的电势为10VC．该匀强电场电场强度的大小为 D．该电荷在面的中心处电势能为0.025J7．（多选）（23-24高一下·海南海口·期末）关于静电场中的一些概念，下列说法正确的是（）A．电势有正负，所以电势是矢量B．电势为零的地方，场强一定为零C．电势为零的地方，电荷的电势能一定为零D．钠离子和氯离子结合成氯化钠分子的过程中，系统的电势能减少8．（23-24高一下·四川眉山·期末）在电场中把q=1.0×10-9C的电荷从A点移到B点，电场力做了1.0×10-7J的正功，再把该电荷从B点移到C点，电场力做了4.0×10-7J的负功。（1）求AB间、BC间和AC间的电势差；（2）若选C为零电势点，求A点电势和电荷在B点的电势能。【题型03Ep-x图像分析】9．（23-24高一下·山东枣庄·期末）在静电场中，从原点O由静止释放一带负电的微粒，它沿着x轴正方向运动，依次经过x轴上的x1、x2、x3、x4四点。已知微粒仅受电场力作用，该微粒的电势能随位置坐标x的变化关系如图所示。下列说法正确的是（

）A．x2和x4两点处的电场强度相同B．由x1运动到的过程中，微粒的加速度先增大后减小C．由x1运动到的过程中，微粒的动能先增大后减小D．从x1到x2过程中电场力对微粒做的功小于从x1到过程中电场力对微粒做的功10．（23-24高一下·江苏·期末）一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中段是关于直线对称的曲线，段是直线，其中，则下列说法正确的是（）A．段的电场强度逐渐增大B．x1、x2、x3处电势φ1、φ2、φ3的关系为C．粒子在段做匀变速运动，段做匀速直线运动D．x1与x2两点间的电势差等于x2与x3两点间的电势差11．（22-23高二上·广东中山·期中）一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能随位移x变化的关系如图所示，其中段是关于直线对称的曲线，段是直线，则下列说法正确的是（）A．粒子在段，电场力做负功 B．粒子在0，两点的场强相同C．若、处电势为、，则 D．在段，粒子做匀变速直线运动12．（多选）（23-24高二下·河北衡水·期中）两个点电荷Q1、Q2固定于x轴上，将一带正电的试探电荷从足够远处沿x轴负方向移近（位于坐标原点）的过程中，试探电荷的电势能Ep随位置变化的关系如图所示，则下列判断正确的是（）A．M点电势为零 B．M点场强为零C．Q2的电荷量小于Q1的电荷量 D．试探电荷从N点运动到M点的过程中，电场力做正功【题型04φ-x图像分析】13．（22-23高一下·江苏南京·期末）两个点电荷和固定在x轴上O、D两点，两者之间连线上各点电势高低如图中曲线所示（），取无穷远处电势为零，由图可知（）A．B点的电场强度为零B．为负电荷，为正电荷C．电子从D点移到B点电势降低，电势能也降低D．将电子沿x轴从A点移到C点，电场力一直做负功14．（23-24高一下·山东威海·期末）某静电场的方向平行于x轴，坐标原点为O，P、Q为x轴上的两点，电势φ随x的变化规律如图所示，下列判断正确的是（）A．电场方向沿x轴正方向 B．P点电势高于Q点电势C．电场强度大小为400V/m D．电势差UOP＞UPQ15．（22-23高二上·河南郑州·期中）在x轴上有两个点电荷q1、q2，其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示，下列说法正确的有（）A．q1和q2带有同种电荷 B．x1处的电场强度为零C．负电荷从x1移到x2，电势能减小 D．负电荷从x1移到x2，受到的电场力减小16．（多选）（23-24高一下·辽宁大连·期末）如图所示，在x轴上的M、N两点分别固定电荷量为和的点电荷，x轴上M、N之间各点对应的电势如图中曲线所示（取无穷远处电势为零），P点为曲线最低点，Q点位于PN之间，MP间距离大于PN间距离。以下说法中正确的是（）A．和均带正电，且大于B．M点的左侧存在与Q点场强相同的点C．负电荷在P点的电势能小于在Q点的电势能D．若在Q点由静止释放一负电荷，该电荷可在MN间做往复运动【题型05匀强电场中电势的计算】17．（23-24高二上·重庆长寿·期中）一匀强电场的方向平行于平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点处的电势分别为、、。下列说法正确的是（

）A．电场方向沿b点指向a点B．电场强度的大小为C．电子在a点的电势能比在c点的电势能低D．电子从O点运动到b点，电场力做功为18．（22-23高一下·湖南益阳·期末）如图所示，在半圆所在平面内，有一与该平面平行的匀强电场。场强为E，若半圆的直径，C、D为半圆的两个三等分点，，，，则（

）

A． B． C． D．19．如图A、B两带电平行板间电场强度为，板距为5cm，点距A板0.5cm，B板接地。将电量为的带正电粒子由点移到点的过程电场力做功为，则下列说法中正确的是（）A．A、B两板间的电压为300V B．点电势为270VC．点距离B板为0.8cm D．粒子的电势能减小20．(多选)（23-24高二上·四川广元·阶段练习）一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10V、12V、18V。下列说法正确的（）

A．电场强度的大小为V/cm B．坐标原点处的电势为6VC．电子从b点运动到c点，电场力做功为6eVD．电子在a点的电势能比在b点的低2eV21．（多选）（23-24高一下·海南省直辖县级单位·期末）如图所示，边长为的正方形ABCD处在匀强电场中，且正方形平面与电场线平行。已知，，，O是对角线AC、BD的交点，下列说法正确的是（）A．D点的电势 B．C．电场强度的方向由C指向A D．电场强度大小为22．（多选）（22-23高一下·湖北十堰·期末）如图所示，在与纸面平行的匀强电场中有A、B、C三点，它们的连线构成等边三角形。M、N、P分别为AB、AC、BC的中点，O点为三角形的中心。若A、B、C三点的电势分别为6V、4V、8V，则下列说法正确的是（）

A．M点的电势为5V B．M点的电势比P点的电势高C．N、P两点的电势差 D．O点的电势为7V23．（多选）（22-23高二上·四川成都·阶段练习）如图所示，a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们恰好位于以O点为圆心的圆弧上（ab和cd是该圆的两条直径），已知电场方向平行于圆弧所在的平面，圆半径为，a点电势为，c点电势为，O点电势为，下列说法正确的是（）A．b点电势为 B．C．电场方向垂直向下 D．电场强度大小为24.（多选）如图所示，在匀强电场中有边长为5cm的等边三角形ABC，三角形所在平面与匀强电场的电场线平行。O点为该三角形的中心，D、E、F分别为AB、BC和AC边的中点。三角形各顶点的电势分别为、、，下列说法正确的是（）A．O点电势为10VB．匀强电场的场强大小为160V/m，方向由C指向AC．将电子由E点移到C点，电子的电势能减少了2eVD．在三角形ABC内切圆的圆周上，D点电势最低【题型06多个点电荷周围的电势叠加】25．（23-24高三上·江苏苏州·期末）如图所示，正三角形的顶点固定三个等量电荷，其中A带正电，B、C带负电，O、M、N为AB边的四等分点，取无穷远处电势为零，下列说法正确的是（）A．M点的电势大于N点的电势 B．M、N两点的电场强度相同C．负电荷在M点的电势能比在N点大 D．O点的电势大于零26．（多选）（2024·河北唐山·一模）如图所示，三棱锥P－MNR中，PM＝PN，S为MN棱的中点，MS＝PS＝RS＝NS，且PS与RS垂直。在顶点M、N分别固定电荷量为－Q的点电荷，在顶点R固定电荷量为＋Q的点电荷，规定无穷远电势为0，则（）A．P点电场强度的方向与PR垂直 B．P、S两点的电场强度大小相等C．S点的电势大于0 D．S点的电势比P点的电势低27．（多选）（23-24高三上·河北唐山·期末）如图所示，A、B、C、D是正方形的四个顶点，O为正方形的中心。A点和C点放有电荷量都为q的正点电荷，B点放有电荷量为q的负点电荷。M、N、P、Q是正方形对角线上与O点等距离的四个点。则下列说法正确的是（）

A．M点电场强度等于N点电场强度 B．P点电场强度小于Q点电场强度C．M点电势等于N点电势 D．P点电势低于Q点电势28．（多选）（23-24高二上·河南郑州·期中）如图所示，正方形四个顶点上依次放置电荷量为+q、+q、+q、-q的点电荷，a、b、c、d是对角线上的四个点，它们到中心O点的距离均相同。则（）

A．a、b两点的电场强度相同，电势相等 B．a、b两点的电场强度不同，电势相等C．c、d两点的电场强度相同，电势相等 D．c、d两点的电场强度不相同，电势不相等【题型07静电力做功与电势差的关系】29．（23-24高一下·河南·期末）质量为2kg、电荷量为的小球仅在电场力和重力的作用下从A点运动到B点，在竖直方向上下降了3m，动能增加了100J，取重力加速度大小不计空气阻力，则在这一过程中（）A．小球的重力势能增加了60J B．小球的机械能增加了160JC．小球的电势能增加了40J D．A、B两点的电势差为-1000V30．（23-24高一下·辽宁大连·期末）如图所示，平行金属板A、B与电源相连，电源电压U=2V，AB板间距d=5cm，B板接地。在两板间有a、b、c三点，其连线组成一直角三角形，ab连线与A板垂直，ab长L1=3cm，a点离A板L2=1cm，一个不计重力的带正电粒子电荷量，固定在a点。下列说法正确的是（）

A．ab间电势差为2.0V B．ac间电势差大于ab间电势差C．粒子在a点具有的电势能为 D．若将该粒子沿bc移动，电场力做正功31．（23-24高二下·四川眉山·期末）如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点，场强方向平行于正方形ABCD所在平面。已知A、B、C三点的电势分别为，，，则（

）A．D点的电势，场强方向平行于AB方向B．D点的电势，场强方向平行于AC方向C．D点的电势，场强方向平行于BC方向D．把一个电子从C移到B，电场力做功为4eV32．（多选）（23-24高一下·海南海口·期末）如图为电子束焊接机的原理图，带箭头的虚线代表电场线，B、C是电场中两点。K为阴极，A为阳极，在两极之间加上高压U，电子的电荷量为e，则下列说法正确的是（）A．该电场为匀强电场 B．B点电势高于C点电势C．B点电场强度小于C点电场强度 D．电子由K运动到A，其电势能减少了eU【题型08计算带电粒子穿越不同等势面时电场力做功和能量变化】33．（2024·广东佛山·二模）静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置。如图，一电子在电场中仅受电场力的作用，实线描绘出了其运动轨迹，虚线表示等势线，各等势线关于y轴对称，a、b、c、d分别是轨迹与等势线的交点。已知电子在经过a点时动能为60eV，各等势线的电势高低标注在图中，则（）A．a、d两点的电场强度相同 B．电子从a到b运动时，电场力做负功C．电子从c到d运动时，电势能逐渐减小 D．电子在经过等势线d点时的动能为60eV34．（23-24高二上·安徽宣城·期末）如图，虚线表示电场中的三条等势面，相邻等势面间电势差相等，实线为一带负电的粒子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。由此可知（）A．P点的电势低于Q点的电势B．带电粒子在P点的加速度小于在Q点的加速度C．带电粒子在P点时的电势能小于在Q点时的电势能D．带电粒子一定是从P点运动到Q点35．（23-24高二上·甘肃白银·期末）如图甲，在一块很大的接地金属平板的上方固定一负电荷。由于静电感应，在金属平板上表面产生感应电荷，金属板上方电场的等势面如图乙中虚线所示，相邻等势面间的电势差都相等。一带电粒子只在电场力作用下由M点加速向N点运动，不计粒子的重力，则（）A．M点的电势比N点的电势低 B．M点的电场强度比N点的电场强度小C．粒子在M点的加速度比在N点的大 D．粒子在M点的电势能比在N点的小36．（多选）（23-24高一下·四川泸州·期末）某带电体产生电场的等势面分布如图中实线所示，虚线是一带电粒子仅在此电场作用下的运动轨迹，M、N分别是运动轨迹与等势面b、a的交点，下列说法正确的是（）A．粒子带负电荷 B．M点的电场强度比N点的大C．粒子在运动轨迹上存在动能最小的点 D．粒子在M点的电势能大于在N点的电势能37．（多选）（23-24高一下·湖北十堰·期末）如图所示，竖直虚线a、b、c、d、e是等势线且相邻之间电势差相等，一带正电粒子从A点以竖直向上的初速度开始运动，经最高点B后回到与A点在同一水平线上的E点，A、B、C、D、E为粒子轨迹与等势线的交点。粒子从A点运动到B点的过程中克服重力做的功为9J，电场力做的功为20J。已知，则下列说法正确的是（

）A． B．粒子在B点时的电势能为-20JC．粒子在C点时的动能为40J D．粒子在E点时的动能为89J38．（多选）（23-24高二上·甘肃白银·期末）如图所示，虚线a、b、c表示某电场中的三个等势面与纸平面的交线，且相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该电场区域时的运动轨迹，M、N是这条轨迹上的两点。则下列说法中正确的是（）

A．三个等势面中，a的电势最高B．对于M，N两点，带电粒子通过N点时的电势能较大C．对于M、N两点，带电粒子通过M点时的动能较小D．带电粒子由M点运动到N点时，电场力做正功【题型09计算匀强电场中两点的电势差】39．（23-24高一下·江西萍乡·期末）如图，在匀强电场中有一虚线圆，ab和cd是圆的两条直径，其中ab与电场方向的夹角为60°，，cd与电场方向平行，a、b两点的电势差。则（）A．电场强度的大小B．b点的电势比d点的低5VC．将电子从c点移到d点，电场力做功为D．电子在a点的电势能小于在c点的电势能40．（23-24高二上·安徽芜湖·期末）在坐标平面内有方向平行于该平面的匀强电场，四点坐标如图所示，已知、、三点电势分别为、、，下列说法正确的是（）A．坐标原点的电势为 B．点的电势为C．匀强电场的电场强度大小为 D．匀强电场方向沿轴正方向41．（23-24高二上·广东·期末）如图所示，边长为4cm的菱形abcd位于匀强电场中，菱形平面与电场强度方向平行，∠abc为60°。已知点a、b、d的电势分别为：φa=2V，φb=2V，φd=10V，则（）A．c点电势为φc=10V B．bc边中点电势为0C．匀强电场的场强方向由a指向b D．匀强电场的场强大小为200V/m42．（多选）（23-24高二上·江西南昌·期末）如图所示的虚线为等腰梯形，、两点为底边的三等分点，且，，在与等腰梯形所在平面平行的空间内存在匀强电场，已知、、三点的电势分别为、、。则下列说法正确的是（）A．D点的电势为 B．M点的电势为C．N点的电势为 D．电场强度的大小为43．（23-24高二上·甘肃武威·期中）如图所示，在水平向右的匀强电场中，有一电荷量为C的负点电荷从A点运动到B点，电场力做功为J，AB间距离L=4m，与水平方向夹角为；求：(1)B、A间电势差UBA是多少？(2)电场强度E是多大？(3)如果A点的电势为-4V，则B点的电势为多少？电荷量为C的正电荷在A点具有的电势能是多少？44．（23-24高一下·安徽合肥·期末）如图所示，在匀强电场中，将带电荷量的电荷从电场中的A点移到B点，电场力做了的功，再从B点移到C点，电场力做了的负功。（1）求两点间的电势差和两点间的电势差；（2）如果规定点的电势为零，则A点和C点的电势分别为多少？（3）作出过B点的一条电场线。【题型10判断非匀强电场中等距两点电势差的大小】45．（23-24高二下·浙江舟山·期末）光滑绝缘水平面上固定着两个带等量正电的点电荷，它们连线的中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示。一带电粒子由A点静止释放，并以此时为计时起点，此后沿直线经过B、C，其运动过程中的v—t图像如图乙所示，粒子在B点时图线对应的切线斜率最大，可以确定（）A．中垂线上B点的电场强度和电势都最大 B．带电粒子带负电C．带电粒子在B点时的加速度大小为 D．46．（22-23高二上·北京朝阳·期中）如图所示，实线表示电场线，虚线表示等势线，a、b两点的电势分别为，则a、b连线的中点c的电势满足（）A． B． C． D．以上答案都不对47．（23-24高二上·湖北·期中）如图所示，一电场的电场线分布关于轴（沿竖直方向）对称，是轴上的三个点，且，P点在轴的右侧，，则下列不正确的是（）A．点的电势比点的电势低B．在点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿轴做直线运动C．两点间的电势差小于两点间的电势差D．将负电荷由点移动到点，电场力做负功48．（2023·天津和平·一模）如图所示，电场中的一簇电场线关于y轴对称分布，O点是坐标原点，M、N、P、Q是以O为圆心的圆周上的四个点，其中M、N在y轴上，Q点在x轴上，下列说法正确的是（

）A．P点场强可能等于Q点场强B．P点电势可能等于Q点电势C．电荷在N点的电势能可能小于在M点的电势能D．电荷从N运动到O电场力做的功等于从O到M电场力做的功49．（22-23高二上·贵州贵阳·期末）如图所示，三个同心圆是点电荷Q周围的三个等势面，a、b、c分别是这三个等势面上的点，且在同一条电场线上，这三个圆的半径关系为，则a、b、c三点的电场强度、、和电势差、的大小关系正确的是（）A．， B．，C．， D．，50．（多选）（22-23高二上·云南昆明·期末）电场中某区域的电场线分布如图所示。a、b、c是电场中的三个点且ab=bc，a、b、c点的电场强度分别用为Ea、Eb、Ec，a、b、c的点电势分别为：φa、φb、φc。a、b之间的电势差Uab，b、c之间的电势差为Ubc。在下面的判断中正确的是（）A．φa<φc B．φb>φc C．Uab>Ubc D．Uab<Ubc【题型11电场线、等势面和运动轨迹的定性分析】51．（23-24高一下·湖南岳阳·期末）如图所示，、、代表某固定点电荷的电场中的三个等势面，相邻两等势面间的距离相等，直线是电场中的几条没标明方向的电场线，曲线是一带正电粒子只在电场力作用下运动轨迹的一部分，、是轨迹上的两点。粒子过、两点时的加速度大小分别是、，电势能分别是、，、、的电势分别是、、，、间的电势差大小为，、间的电势差大小为。下列判断正确的是（）A．， B．，C．， D．，52．（23-24高一下·江苏淮安·期中）如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带正电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M点和N点时加速度大小分别为aM、aN，速度大小分别为vM、vN，电势能分别为、。下列判断正确的是（）A．B． C． D．53．（23-24高一下·山东德州·期末）2023年3月，中国科学家通过冷冻电镜技术解析了晶态冰中蛋白质三维结构。电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，其中一种电子透镜的电场分布如图所示，虚线为等势面，相邻等势面间电势差相等，a、b是轨迹上的两点。现有一电子以某一初速度从b向a运动的过程中，下列说法正确的是（）A．电子透镜的电场是正点电荷产