电场的性质-2025年江苏高考物理复习专练（原卷版）

重难点9电场的性质

工命题趋势

考点三年考情分析2025考向预测

静电场不单独命题，而是创设静电场场景考查其他核心考点。电场强度、

点电荷的场强高频考点，直接考查或综合考查。以选择题形式考查场强

考点1电场力

2020年江苏题的计算和叠加，也在力电综合题中结合动力学知识考查，难度较大。电

的性质2021年江苏题场线不单独命题，多考查电场线的方向，知道几种典型电场的电场线分

考点2电场能2022年江苏题布特点。电势能、电势常考点，选择题和计算题均有考查。结合电场力

的性质2023年江苏题做功判断电势能的变化，比较电势的高低，涉及电场力做功和电势能的

2024年江苏题关系，电势能变化与电势变化的关系，结合动能定理等。电势差可直接

考查，选择题和计算题均可命题，涉及电场力做功和电势差的关系，电

势与电势差的关系。

重难诠释◎

【情境解读】

「两种电荷：同种排斥、异种吸引

小过’三种带电方式：摩擦起电、接触起电、感应起电

.电荷守恒定律：电荷既不会创生.也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体.或者从物

体的一部分转移到显二超;在转移过程中.电荷的总逼保持不变

，内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比•与

它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上

库仑定律＜公式:F=k塔,k为静电力常量.上=9.0义1（）°N・nJ/C二

（真空中

.话用冬件

但》木匹［点电荷:带电体的整区与、电荷分布状况对电荷间作用力的影响可以忽略

定义:试探电荷所受静电力跟电荷量的比值

F

静电场及公式：E=一

其应用g

；电场强度（方向：正电荷所受静电力的方向

点电荷的电场强度：E=里

电场电场强度S।—

:场强的叠加：遵循平行四边形定则

!由场线）定义：电场中画出的曲线,曲线上每点的切线方向与该点的曳场方包一致

电为线1特点：不闭合、不相交、疏密表示电场强弱

,定义：导体内的自由电子不再定向移动

，静电平衡1特点：E内

静电的防止与利用尖端放电

I静电屏蔽：外电场对壳内仪器不产生影响

静电吸附

静电力做功特点：静电力做功只跟电荷在电场中的边里道有关•与路径无关.

（电势能IWAH与Ep的关系：W*=EpA—Ep8.

电势能：电荷在电场中具有的势能.一般取力些或无醺为零势能点.

E

（定义式（p——.

电势义

标量.有正、负,与零电势点的选取有关.

定义：电场中姬相同的各点构成的面

等势面（D在同一等势面上移动电荷静电力丕做些.

（2）等势面与电场线垂直.

电势与电势差特点■

1（3）电场线由电势直的等势面指向电势低的等势面.

（4）等差等势面越密的地方•电场线越场,场强越去.

UA”=—A-'UBA=中B——A•

静电场中W.Ui

的能量W.L必.3王

）L［UiEd.d为A、3两点沿电场方向的距离.

匀强电场（一

I沿电场方向电势降落最快.

定义式：。=*=AQ

u△U

电容器的电容•单位:£.1F=血MF=1012pF.

平行板电容器:C=g

।利用牛顿第二定律结合运动学公式:qE=^m=s+”,/

（加速｛11

利用动能定理：—2',nv<2

带电粒子在电场中的运动rf方法:运动的分解（平抛运动规律）

/FEqUq

偏转；（=7'°=嬴=菽=菽

公式L>=aj="^-，lan0=三

I-tncivomdv0

1,qUl2

【高分技巧】

一、库仑定律的理解及其相关平衡问题

1.对库仑定律的理解

（1）尸=学，/■指两点电荷间的距离.对可视为点电荷的两个均匀带电球，r为两球的球心间距。

（2）当两个电荷间的距离r-0时，电荷不能视为点电荷，它们之间的静电力不能认为趋于无限大。

2.”三个自由点电荷平衡”的问题

（1）平衡的条件：每个点电荷受到另外两个点电荷的合力为零，或每个点电荷处于另外两个点电荷产

生的合电场强度为零的位置。

(2)

（两同夹异卜电性上।।位置上*［三点共线］

〔两大夹小心—一矗£近小远大:

3.求解涉及库仑力的平衡问题的解题思路

涉及库仑力的平衡问题与纯力学平衡问题分析方法一样，受力分析是基础，应用平衡条件是关键，都

可以通过解析法、图示法或两种方法相结合解决问题，但要注意库仑力的大小随着电荷间距变化的特点。

具体步骤如下：

［确定研究对象I可根据问题需要选用“整体法”或“隔离法’

［受力分析多了电场力(尸=誓■或F=gE)

［列平衡方程卜合=0或凡=0、尸,=0

二、电场强度的理解与计算

1.电场强度的三个计算公式

2.求解电场强度的非常规思维方法

(1)等效法：在保证效果相同的前提下，将复杂的电场情景变换为简单的或熟悉的电场情景。

例如：一个点电荷+q与一个无限大薄金属板形成的电场，等效为两个异种点电荷形成的电场，如图甲、

乙所示。

(2)对称法：利用空间上对称分布的电荷形成的电场具有对称性的特点，使复杂电场的叠加计算问题

大为简化。

3

如图丙所示，均匀带电的;球壳在。点产生的场强，等效为弧产生的场强，弧8c产生的场强方向,

又等效为弧的中点M在。点产生的场强方向。

丙

(3)填补法：将有缺口的带电圆环补全为圆环，或将半球面补全为球面，从而化难为易、事半功倍。

（4）微元法：将带电体分成许多元电荷，每个元电荷看成点电荷，先根据库仑定律求出每个元电荷的

场强，再结合对称性和场强叠加原理求出合场强。

三、电场线的理解和应用

1.电场线的用途

（1）判断电场力的方向——正电荷的受力方向和电场线在该点切线方向相同，负电荷的受力方向和电

场线在该点切线方向相反。

（2）判断电场强度的大小（定性）一电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度小，进而可判断

电荷受力大小和加速度的大小。

（3）判断电势的高低与电势降低的快慢一沿电场线的方向电势逐渐降低，电场强度的方向是电势降

低最快的方向。

（4）判断等势面的疏密一电场线越密的地方，等差等势面越密集；电场线越疏的地方，等差等势面

越稀疏。

2.两种等量点电荷的电场

比较等量异种点电荷等量同种点电荷

电场线分布图

1

1

在电荷连线上，中点。的电场

连线中点。的电场强度为零

强度最小，指向负电荷一方

连线上的电场强度大小沿连线先变小，再变大沿连线先变小，再变大

沿中垂线由。点向外电场强度大小。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A与4、B马

等大同向等大反向

9的电场强度

四、电势高低、电势能大小的判断

1.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逐渐降低

场源电荷的取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正

正负值，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

电势能的高正电荷在电势较高处电势能大，负电荷在电

低势较低处电势能大

根据〃B—将取B、4的正负号代入，

电场力做功q

由UAB的正负判断9A、9B的IWJ低

2.电势能大小的判断

判断方法方法解读

将电荷量、电势连同正负号一起代入公式Ep=49,正Ep的绝

公式法

对值越大，电势能越大；负％的绝对值越大，电势能越小

正电荷在电势高的地方电势能大

电势法

负电荷在电势低的地方电势能大

电场力做正功，电势能减小

做功法

电场力做负功，电势能增加

能量守在电场中，若只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互

恒法转化，动能增加，电势能减小，反之，动能减小，电势能增加

3.电场中的功能关系

（1）若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变。

（2）若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变。

（3）除重力、弹簧弹力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化。

（4）所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化。

五、电势差与电场强度的关系

1.公式E岩的三点注意

（1）只适用于匀强电场。

（2）”为某两点沿电场强度方向上的距离，或两点所在等势面之间的距离。

（3）电场强度的方向是电势降低最快的方向。

2.电场线、电势、电场强度的关系

（1）电场线与电场强度的关系：电场线越密的地方表示电场强度越大，电场线上某点的切线方向表示

该点的电场强度方向。

（2）电场线与等势面的关系：电场线与等势面垂直，并从电势较高的等势面指向电势较低的等势面。

（3）电场强度大小与电势无直接关系：零电势可人为选取，电场强度的大小由电场本身决定，故电场

强度大的地方，电势不一定高。

3.在非匀强电场中的三点妙用

判断电势差大小及电势距离相等的两点间的电势差，E越大，U越

高低大，进而判断电势的高低

p—x图象的斜率左一差一%反，斜率的大

判断场强变化

小表示场强的大小，正负表示场强的方向

判断场强大小等差等势面越密，场强越大

4.解题思路

六、电场线、等势线（面）及带电粒子的运动轨迹问题

1.等势线总是和电场线垂直，已知电场线可以画出等势线，已知等势线也可以画出电场线。

2.几种典型电场的等势线（面）

电场等势线（面）重要描述

电，场W5等势面

¥A

——>

匀强电场——>垂直于电场线的一簇平面

——>

——>

——A

——A

电场线

手势面

点电荷的电场1以点电荷为球心的一簇球面

+

二'、1

等量异种点电共

连线的中垂线上电势处处为零

荷的电场

/1\、

11\

V、、y1\'

（1）从轨迹的弯曲方向判断受力方向（轨迹向合外力方向弯曲），从而分析电场方向或电荷的正负。

（2）结合轨迹、速度方向与静电力的方向，确定静电力做功的正负，从而确定电势能、电势和电势差

的变化等。

（3）根据动能定理或能量守恒定律判断动能的变化情况。

带电粒子运动轨迹的分析

（1）判断速度方向：带电粒子运动轨迹上某点的切线方向为粒子在该点处的速度方向。

（2）判断电场力（或场强）的方向：仅受电场力作用时，带电粒子所受电场力方向指向轨迹的凹侧，

再根据粒子的正、负判断场强的方向。

（3）判断电场力做功的正、负及电势能的增减：若电场力与速度方向成锐角，则电场力做正功，电势

能减少；若电场力与速度方向成钝角，则电场力做负功，电势能增加。

七、静电场的图象问题

几种常见图象的特点及规律

根据VT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

v-t图象

电场的方向、电势高低及电势能变化

（1）电场强度的大小等于夕-x图线的斜率大小，电场强度为零处，9-x图线存在

极值，其切线的斜率为零；

（2）在p-无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

(p-X图象

场强度的方向；

（3）在p-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

亚4B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；（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；

E-无图象

（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

（1）反映了电势能随位移变化的规律；

Ep-x图象（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

<k

工;限时提升练

（建议用时：40分钟）

1.（2024.江苏.高考真题）在静电场中有八方两点，试探电荷在两点的静电力厂与电荷量q满足如图

区

所示的关系，请问。、6两点的场强大小凡等于（）

oq

A.1:1B.2:1C.3:1D.4:1

2.（2022.江苏.高考真题）如图所示，正方形42。四个顶点各固定一个带正电的点电荷，电荷量相等,

。是正方形的中心。现将A点的电荷沿OA的延长线向无穷远处移动，则（）

A.在移动过程中，。点电场强度变小

B.在移动过程中，C点的电荷所受静电力变大

C.在移动过程中，移动的电荷所受静电力做负功

D.当其移动到无穷远处时，O点的电势高于A点

3.（2022.江苏.高考真题）某装置用电场控制带电粒子运动,工作原理如图所示，矩形ABCD区域内

存在多层紧邻的匀强电场，每层的高度均为％电场强度大小均为E,方向沿竖直方向交替变化，A3边长

为12d,边长为82,质量为机、电荷量为+4的粒子流从装置左端中点射入电场，粒子初动能为纥，

入射角为。，在纸面内运动，不计重力及粒子间的相互作用力。

(1)当。=%时，若粒子能从。边射出，求该粒子通过电场的时间/；

(2)当Ek=4qEd时，若粒子从CD边射出电场时与轴线OO'的距离小于d,求入射角。的范围；

87171

(3)当Ek=—qEd,粒子在。为-------范围内均匀射入电场，求从CD边出射的粒子与入射粒子

k322

的数量之比N:I4。

4.(2023.江苏.高考真题)霍尔推进器某局部区域可抽象成如图所示的模型。。孙平面内存在竖直向下

的匀强电场和垂直坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度为人质量为机、电荷量为e的电子从。点沿尤

轴正方向水平入射。入射速度为vo时，电子沿x轴做直线运动；入射速度小于w时，电子的运动轨迹如图

中的虚线所示，且在最高点与在最低点所受的合力大小相等。不计重力及电子间相互作用。

（1）求电场强度的大小E;

（2）若电子入射速度为以，求运动到速度为为时位置的纵坐标?；

42

（3）若电子入射速度在0<v<vo范围内均匀分布，求能到达纵坐标％=口位置的电子数N占总电

~5eB

子数No的百分比。

5.（2020.江苏.高考真题）如图所示，绝缘轻杆的两端固定带有等量异号电荷的小球（不计重力）。开

始时，两小球分别静止在42位置。现外加一匀强电场E,在静电力作用下，小球绕轻杆中点。转到水平

位置。取。点的电势为0。下列说法正确的有（）

A.电场E中A点电势低于2点

B.转动中两小球的电势能始终相等

C.该过程静电力对两小球均做负功

D.该过程两小球的总电势能增加

6.（2021.江苏.高考真题）有研究发现，某神经细胞传递信号时，离子从细胞膜一侧流到另一侧形成跨

膜电流，若将该细胞膜视为1X1O-8F的电容器，在2ms内细胞膜两侧的电势差从-70mV变为30mV,则

该过程中跨膜电流的平均值为（）

A.1.5xlO-7AB.2x10"AC.3.5x10-7AD.5x10-A

7.（2021.江苏.高考真题）一球面均匀带有正电荷，球内的电场强度处处为零，如图所示，。为球心，

A、B为直径上的两点，OA=OB,现垂直于A3将球面均分为左右两部分，C为截面上的一点，移去左半

球面，右半球面所带电荷仍均匀分布，则（）

A.。、C两点电势相等

B.A点的电场强度大于2点

C.沿直线从A到B电势先升高后降低

D.沿直线从A到B电场强度逐渐增大

8.（2024.江苏姜堰中学、如东中学等三校.二模）某电场沿x轴分布，其电场强度E与坐标x的关系如

图所示，E为正值时，电场沿x轴正方向，坐标原点处的电势为零。一个质量为机、电荷量为-q（q>0）的

带负电粒子，从x轴上x=-a处由静止释放，粒子只在电场力作用下运动，则下列说法不正确的是（）

B.粒子第一次运动到原点的过程中电场力的冲量为扬质瓦

C.粒子做振幅为。的简谐运动

D.粒子的最大动能用

9.（2024.江苏.二模）空间中M、N两点分别固定不等量的异种点电荷（电性及N点位置未标出）。一

带负电的点电荷q仅在电场力作用下先后经过〃、上两点，其运动轨迹如图所示，下列说法正确的是（）

A.〃点的电荷量值小于N点的电荷量值

B.从〃点到左点的过程中g的速度越来越小

C./?点的电势大于上点的电势

D.g在〃点的加速度比上点加速度大

10.（2024.江苏海门.学情调研）科学家研究发现，蜘蛛在没有风的情况下也能向上“起飞”。如图，当

地球表面带有负电荷，空气中有正电荷时，蜘蛛在其尾部吐出带电的蛛丝，在电场力的作用下实现向上“起

飞”。下列说法正确的是（）

空气中的__©®®

正电荷©

C.蛛丝的电势能增大D.蛛丝带的是正电荷

11.（2024.江苏苏锡常镇.教学情况调研一）某小组在实验室进行平行板电容器特性研究时，不小心转

动其中一极板而使其发生倾斜，已知两板带有等量异种电荷，则两极板之间的电场线分布情况可能正确的

是（）

12.（2024.江苏南京、盐城.三模）如图所示，虚线a、b、c为电场中的三条等差等势线，实线为一带

电的粒子仅在静电力作用下通过该区域时的运动轨迹，尸、R、。是这条轨迹上的三点，由此可知（）

A.带电粒子在P点时的加速度小于在。点时的加速度

B.P点的电势一定高于。点的电势

C.带电粒子在R点时的电势能大于。点时的电势能

D.带电粒子在P点时的动能大于在。点时的动能

13.（2024.江苏南京.二模）如图甲所示是一种静电除尘装置，在金属板A与金属棒B间加恒定高压,

烟气从一端进入静电除尘区经过净化后从另一端排出。其原理如图乙所示，其中一带负电的尘埃微粒沿图

乙中虚线向左侧金属板A运动，P、。是运动轨迹上的两点，不计重力和微粒间的相互作用，不考虑微粒运

动过程中的电荷量变化。下列说法正确的是（）

A.尸点电势比。点电势低B.。点电场强度垂直A板向右

C.微粒在尸点速度比。点的大D.微粒在P点具有的电势能比0点小

14.（2024.江苏南京.二模）如图所示，一带正电的小球用绝缘细绳悬于。点，将小球拉开较小角度后

静止释放，其运动可视为简谐运动，下列操作能使周期变小的是（）

A.增大摆长

B.初始拉开的角度更小一点

C.在悬点。处放置一个带正电的点电荷

D.在此空间加一竖直向下匀强电场

15.（2024.江苏南京、盐城.三模）随着环保理念的深入，废弃塑料分选再循环利用可减少对资源的浪

费。其中静电分选装置如图所示，两极板带上等量异种电荷仅在板间形成匀强电场，漏斗出口与极板上边

缘等高，到极板间距相等，。、6两类塑料颗粒离开漏斗出口时分别带上正、负电荷，经过分选电场后。类

颗粒汇集在收集板的右端，已知极板间距为d,板长为3极板下边缘与收集板的距离为"，两种颗粒的荷

质比均为上重力加速度为g,颗粒进入电场时的初速度为零且可视为质点，不考虑颗粒间的相互作用和空

气阻力，在颗粒离开电场区域时不接触极板但有最大偏转量，则（）

给料区

A.右极板带正电

B.颗粒离开漏斗口在电场中做匀变速曲线运动

C.两极板间的电压值为幽1

2L

颗粒落到收集板时的速度大小为J2g（乙+”）+^^

D.