2025年人教版高中物理必修3专项强化：静电场中能量题型归纳（原卷版）

专题强化01：静电场中能量题型归纳

【题型归纳】

题型一：电势能综合的问题

1.（24-25高二上•全国）下列关于电荷的电势能的说法正确的是（）

A.电荷在电场强度大的地方，电势能一定大

B.电荷在电场强度为零的地方，电势能一定为零

C.只在静电力的作用下，电荷的电势能一定减小

D.只在静电力的作用下，电荷的电势能可能增大，也可能减小

2.（23-24高一下•山东淄博・期末）某电场的电场线分布如图所示，以下说法正确的是（）

B.c点的电场强度大于6点的电场强度

C.若将一试探电荷+"由6点释放，仅在电场力作用下，它将沿电场线运动到。点

D.若在b点再固定一点电荷+。，将一试探电荷+q由c点移至1点的过程中，电势能增大

3.（22-23高一下•江苏南京•期末）两个点电荷2和。2固定在无轴上。、。两点，两者之间连线上各点电势高低如图

中曲线所示（OB>BD）,取无穷远处电势为零，由图可知（)

B.口为负电荷，2为正电荷

C.电子从。点移到8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

题型二：电势的综合问题

4.（23-24高二上•山西阳泉•期中）关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是（）

A.电场强度的方向处处与等电势面平行

B.电场强度为零的地方，电势也为零

C.随着电场强度的大小逐渐减小，电势也逐渐降低

D.任意一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向

5.（23-24高二上•广东•期中）如图所示，a、b、c、d、e、/是以。为球心的球面上的点，平面与平面be切■垂

直，分别在服c两点处固定等量正点电荷。下列说法正确的是（）

A.。点的电场强度大于6点的电场强度

B.电子在。点的电势能大于在e点的电势能

C.b、d、e、/四点的电场强度相同

D.6、d、e、f四点的电势相等

6.（24-25高二上•福建三明•开学考试）在x轴上有两个点电荷0、Q，其电场中电势。在x轴正半轴上分布如图所

A.七处的电势最低、电场强度为零

B.2电量大于2的电量

C.2为同种电荷

D.电量为q的正检验电荷从飞移到无穷远的过程中，电场力做功为皿。

题型三：常见的电场分布问题

7.（22-23高二下•湖北武汉・期末）如图所示，两个带等量正电的点电荷分别位于。1、。2点，A为。。2的中点，以。］

为球心，。/为半径作球面，直径42、CD、MV两两垂直。下列说法正确的是（）

A.A点的电势比8点的电势小

B.A点的电场强度比B点的电场强度大

C.C、D、M,N四个点的电势相等

D.C、。、M、N四个点的电场强度相同

8.（23-24高二上.安徽蚌埠・期末）如图，真空中固定两个等量异号点电荷+。、-Q,图中。是两电荷连线的中点，

a、6两点与+。的距离相等，c、1是两电荷连线的中垂线上的两点，6cd构成一个等腰三角形，则下列说法正确的

是（）

二―㊉-----------

+Q'''、、：-Q

、；d

A.a、b两点的电场强度、电势均相同

B.c、d两点的电势相同、电场强度不相同

C.将电子由方移至IJc的过程中电场力做负功

D.电子在6点的电势能比在。点的电势能大

9.（23-24高二上•广东中山•期末）如图所示，真空中有一对等量同种正点电荷A、B,。为的中点，P、。为A8

连线上两点，且尸、。到。的距离相等，M、N为AB连线中垂线上两点，且M、N到。的距离相等。以距离点电

荷无穷远处为零势点。下列说法正确的是（）

•M

，N

A.。点的电场强度为零，电势也为零

B.M,N两点的电势相等，电场强度大小相等、方向相反

C.从。点沿着中垂线向上延伸到无穷远，电场强度逐渐增大

D.P、。两点的电势相等，电场强度也相同

题型四：电势差的综合问题

10.（23-24高二上•天津•期中）如图A,B,C三点都在匀强电场中，已知ACLBC,ZABC=60°,BC=20cm,

把一个电荷量q-c的正电荷从A移到B,电场力的做功为零；从B移到C,电场力做功为-1.73x10-3J,则该匀

强电场的场强大小和方向是（）

c；--------------B

60。〉

A

A.865V/m,垂直AC向左B.865V/m,垂直AC向右

C.lOOOV/m,垂直AB斜向上D.lOOOV/m,垂直AB斜向下

11.（23-24高二上•四川眉山・期末）如图，平面直角坐标系xoy中有一匀强电场，ABC构成正三角形，A点坐标为

（-2cm,0）,C点坐标为（2cm,0）。将电量为q=-8xlO-6c的试探电荷从A点移到二C两点，静电力做功分别为

2.0XW15J>4.0XW15J,以下说法正确的是（）

B.y轴上所有点电势都相等

C.该匀强电场的场强为250N/C

D.将电量为8.0x10-6©正电荷有8点移到C点电势能减少2.0x1075j

12.（23-24高二上•黑龙江哈尔滨•期末）如图所示，匀强电场中等腰直角三角形AB^BC=2dm，D为AB边

中点，电场方向与ABC所在平面平行，规定8点的电势为0;将电荷量q=-6xl（T6c的点电荷从A点移到8点，

电场力做了-2.4x10-5j的功，再将电荷从8点移到C点，电场力又做了L2X10-5J的功，贝（）

A.B、C两点的电势差〃BC=2V

B.点电荷q在。点具有的电势能为-1.2xl（r5j

C.该匀强电场的场强大小为100&V/m,方向垂直于CD连线指向8点

D.将ABC绕2点顺时针旋转，无论转过多大的角度，A、C两点电势都不会相等

题型五：等势面的综合问题

13.（24-25高二上）在研究心脏电性质时，当兴奋在心肌传播，在人体的体表可以测出与之对应的电势变化，可等

效为两等量电荷产生的电场。如图是人体表面的瞬时电势分布图，图中实线为等差等势面，标在等势面上的数值分

别表示该等势面的电势，a、b、c、d为等势面上的点，。、6为两电荷连线上对称的两点，c、d为两电荷连线中垂

线上对称的两点。则下列说法正确的是（）

-l.OmV,+1.5mV：'

-0.5mV

A.负电荷从b点移到d点，电势能增大

B.d、a两点的电势差。血=L5mV

C.a、6两点的电场强度等大反向

D.c、d两点的电场强度相同，从c到d的直线上电场强度先变大后变小

14.（24-25高二上•甘肃兰州）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6、。的交点，下列说法错误的是（）

ab(c(d

OV15V\1OV<15V

A.粒子带负电荷B.M点的电场强度比N点的小

C.粒子在运动轨迹上存在动能最小的点D.粒子在/点的电势能大于在N点的电势能

15.（23-24高二上•江西南昌・期中）如图所示，虚线A、B、C、D是某匀强电场中的4个平行且等距的等势面，两

等势面间的距离为1cm,其中等势面B的电势为0,一电子仅在静电力的作用下运动，经过A、D等势面时的动能

分别为22eV和10eV,则下列说法正确的是

ABCD

A.等势面C的电势为4V

B.该匀强电场的电场强度为200V/m,方向水平向左

C.电子在等势面。的电势能为8eV

D.该电子一定能到达电势为-16V的等势面

题型六：图像问题

16.（24-25高二上•福建龙岩•阶段练习）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「随位移x

变化的关系如图所示，其中0~々区间是关于直线X=W对称的曲线，龙2~工3区间是直线，在。、耳、3、X?处电势

分别为。0、91、夕2、甲3,则下列说法正确的是（）

A.4处电势最低

B.%>3=%>91

C.粒子在0~3段先加速后减速，3~质段做匀变速直线运动

D.%和％处，电场强度相同

17.（23-24高二上.安徽淮北•期末）如图所示，在x轴上放有两个电荷量分别为名和外的点电荷，其中/位于x轴

的坐标原点，电荷外的右侧各点电势。随x变化的关系如图曲线所示，其余部分的电势变化情况没有画出，其中B点

电势为零，3D段中的电势最低点为C点，则下列说法正确的是（）

B.A点的电场强度强度方向向右

C.从8点到。点的电场强度先增大后减小

D.将一带负电的试探电荷从C点移到。点，电场力做正功

18.（23-24高二上.广西•期末）某静电场的方向平行于x轴，其电势。随x轴的分布如图所示。一质量为

2O

/77=l.OxlO-kg,电荷量为q=2Oxl（F9c的带负电粒子自（_0.5,0）点由静止开始，沿尤轴做往复运动。不计粒

A.在x轴正、负半轴分布着方向相同的匀强电场

B.在-0.5cm<x<0区域内，电场强度大小为2000V/m

C.x=-0.25cm处的电场强度小于x=0.5cm处的电场强度

D.该粒子运动过程中经过x=0速度最大，最大速度是3xl（）6m/s

题型七：电势差和电场强度的综合问题

19.（23-24高二上.江西九江.期末）直角三角形ABC中，2B90?,ZC=30°,BC边长约2cm,匀强电场平行于

平面ABC,将电荷量为_6xl0-6c的点电荷从A点移至B点，克服静电力做功2.4x10-5j,再将此点电荷从8点移至

C点，静电力做功2.4x10-5j,则（）

C

A.A、C间的电势差为8VB.若%=。则%=TV

C.电场强度的方向与AC边平行D.电场强度的大小为400V/m

20.（23-24高一下•湖南永州•期末）如图所示，在直角坐标xOy中有八6、c、d四点，c点坐标为（Tcm,3cm）。现

加上一方向平行于xOy平面的匀强电场，b、c、1三点电势分别为8V、24V、15V,将一电荷量为-2x10-5（2的点电

荷从。点沿他〃移动到d点，下列说法正确的是（）

八歹/cm

x/cm

A.坐标原点。的电势为0V

B.电场强度的大小为500V/m

C.该点电荷在。点的电势能为1.6xl（）Tj

D.该点电荷从。点移到d点的过程中，电场力做的功为2.4X10YJ

21.（23-24高二上•浙江台州•期末）如图甲，在平行于纸面的匀强电场中，有一个圆形区域ABCD,圆心为。，半

径为R=0.2m,P为圆弧上的一个点，从A点出发沿逆时针运动，。为PO连线旋转的角度，即尸点电

势随。角度的变化如图乙所示，则下列说法正确的是（）

A.<pA<<pB

B.匀强电场场强大小为20V/m

C.电子在B点的电势能小于在C点的电势能

D.电子从C点沿圆弧顺时针移动到。点，电场力先做负功后做正功

题型八：电容器

22.（23-24高二下.湖南益阳.期末）如图为研究影响平行板电容器电容大小的因素的实验装置，平行板电容器的A

板与静电计相连，B板和静电计金属壳都接地。若充电后保持电容器带电量不变，图①减小正对面积，图②增大距

离，图③插入电介质，下列说法正确的是（）

A.图中静电计测量的是电容器的带电量

B.图①静电计的指针张角变大，故平行板电容器的电容变大

C.图②静电计的指针张角变大，故平行板电容器的电容变大

D.图③静电计的指针张角变小，故平行板电容器的电容变大

23.（23-24高二上.广东揭阳・期末）微信运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的。其工作原理可

简化为如图所示，M极板固定，当手机的加速度变化时，N极板能上下左右运动，进而改变电容器的电容，将运动

信号转化为电信号，图中R为定值电阻。下列说法正确的是（）

R

J_N重

A.N极板向上运动时，电容器的电容增加

B.N极板向上运动时，两极板间的电场强度不发生变化

C.N极板向下运动时，电流表有由。向6的电流

D.手机静止时，电流表示数为零、电容器两极板不带电

24.（23-24高二上•安徽亳州•期末）如图所示，平行板电容器水平放置，下极板接地，开关K闭合时，在两板中央

的P点一带电微粒恰好处于平衡状态。现断开开关K,并将平行板电容器的上极板竖直向上平移一小段距离，则下

列说法正确的是（）

A.电容器两金属板间的电势差变小

B.电容器两金属板间的电场强度变小

C.尸点的电势升高

D.带电微粒仍静止在尸点

题型九：带电粒子在电场中的运动

25.（23-24高二上•四川凉山•期中）如图所示，在虚线的左侧存在向右的匀强电场，场强为瓦现有一质量为机、

电荷量为q的带正电粒子（不计重力），从虚线上某点以一定的初速度向左射入电场，已知粒子射入的最大深度为I,

则粒子到达最大深度所用时间为（）

26.（24-25高二上•福建三明•开学考试）如图，质量为机、带电荷量为g的质子（不计重力）在匀强电场中运动，

先后经过水平虚线上A、B两点时的速度大小分别为Va=v、Vb=6v，方向分别与AB成a=60。斜向上、6*=30。斜向下,

已知则下列说法中错误的是（）

A.质子从A到2的运动为匀变速运动

2加口2

B.电场强度大小为午•

C.质子从A点运动到B点所用的时间为上

V

D.场强方向垂直向上

27.(24-25高二上•云南红河•开学考试)真空中存在空间范围足够大的水平向右的匀强电场，在电场中，一个质量

为相、带电的小球在2点静止时细线与竖直方向的夹角为37。，小球所带的电荷量为q,细线的长度为/,重力加速

度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8o下列说法正确的是()

A.小球带负电

B.电场强度的大小石=当班

5q

C.若将小球从A点由静止释放，则小球从A点运动到C点的过程中电势能增加了0.75mg/

D.若将小球从A点由静止释放，则小球运动到C点受到细线的拉力大小为3根g

题型十：电场能的性质综合应用

28.(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〃=5xl(T6c的电荷从电场中的A点移到

B点,电场力做了2.0X1(T5J的功，再从B点移到C点，电场力做了LOxlO^J的负功。

(1)求A3两点间的电势差4B和双C两点间的电势差4c；

(2)如果规定2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。

B

C

29.(24-25高二上•河南信阳•开学考试)如图所示，水平放置、相距为d的两块平行金属板M、N与电源相连，开

关S闭合后，M、N间产生了匀强电场，一个重力与电场力相等的带电粒子垂直于电场方向从M板边缘射入电场,

粒子恰好打在N板中央，已知重力加速度为g。

、、M

、X

\N

(1)若开关S闭合，为了让粒子恰能飞出电场，应将N板向下平移多少？

(2)若开关S断开且粒子初速度大小变为原来的3倍，重力忽略不计，为了让粒子恰能飞出电场，应将N板向上平

移多少？

30.(24-25高二上•福建龙岩・开学考试)如图所示,光滑水平面上竖直固定有一半径为R的J光滑绝缘圆弧轨道BC,

水平面A8与圆弧BC相切于8点，。为圆心，竖直，OC水平，空间有水平向右的匀强电场。一质量为机、电

荷量为q的带正电绝缘小球自A点由静止释放，小球沿水平面向右运动，间距离为2R,匀强电场的电场强度

E=哩,重力加速度大小为g,不计空气阻力。求：

q

O「二7cE

“应力......1叱〃1

/////////////////////////////////////

A

(1)小球从A点开始到达B点的过程中电场力做的功；

(2)小球从A点开始到达C点的过程中，小球的电势能变化了多少；

(3)小球从A点开始到达C点的过程中对轨道的最大压力。

【专项训练】

一、单选题

31.（24-25高二上•湖北）如图所示，S-S?闭合时，一质量为机、电荷量为q的带电液滴，静止在平行板电容器

的M、N两金属板间。现保持加闭合，将诙断开，然后将N板向下平移到图中虚线位置，下列说法正确的是（）

A.电容器电容增大B.两板间场强不变

C.液滴将向下运动D.液滴电势能增加

32.（24-25高二上•安徽阜阳•开学考试）如图所示，两点电荷2连线延长线上有A、8两点。现将一带正电的

试探电荷在A点由静止释放，仅在电场力作用下恰好能在A、8间做往复运动，则下列说法正确的是（）

d巨

22,—

A.点电荷©带负电、&带正电，且a的电荷量大于Q的电荷量

B.A点电势比8点电势高

C.A、8两点的场强大小相等，方向相反

D.试探电荷从A点运动到8点的过程中，电场力先增大后减小

33.（24-25高二上•安徽•开学考试）空间中存在一绝缘球壳，使其左右两部分均匀带上等量异种电荷，MN、PQ分

别在球壳的两条对称轴上，且在球壳的左右分界面上。M,N和P、。是关于球心。的对称点，下列说法错误

的是（）

+

A.M、N两点电场强度相同

B.P、。两点电场强度相同

C.将一负试探电荷从M沿直线移动到N,电场力做正功

D.将一负试探电荷从尸沿直线移动到。，电场力不做功

34.（24-25高二上•福建三明•开学考试）如图所示为一匀强电场，某带电量为0.1C的带电粒子从A点运动到8点,

在这一运动过程中克服重力做的功为2.0J,静电力做的功为1.5J。下列说法中正确的是（）

>

1BE

>

A.粒子带负电

B.粒子在A点的电势比在B点低15V

C.粒子在A点的动能比在B点少0.5J

D.粒子在A点的机械能比在B点少1.5J

35.（24-25高二上•江苏无锡•开学考试）如图所示为一电容式位移传感器，其原理是电介质板和物体固定在一起,

当物体发生一小段位移时，插入两极板间的电介质的长度发生变化，导致电容发生变化。电介质板向右平移进入电

容器一小段距离过程，则下列说法正确的是（）

电介质板

A.平行板电容器的电容变小

B.平行板电容器的带电量增大

C.通过灵敏电流计的电流方向从b到a

D.当电介质板停止运动后，电路中仍有电流通过

36.（23-24高一下•山东威海・期末）如图所示，水平向右的匀强电场，场强大小为2V/m。质量为1kg、电量为L6C

带正电的小物块，从原点。以lm/s的初速度向右运动，物块所受阻力/与位移尤的关系为/=（2x+L2）N。则物块

运动的最大速度为（）

%

O

A.V2m/sB.V3m/sC.2m/sD.V5m/s

37.（24-25高二上•河南周口•开学考试）如图所示，平行板电容器的金属板A、B水平放置，始终与电源两极相连，

电路中接有电流计G,极板B接地。极板间有一带电液滴静止在P点，现将某极板沿竖直方向平移一小段距离，发

现电流表中有从。到b的电流，则下列判断正确的是（）

A.电容器正在充电B.液滴向上运动

C.可能是下极板向下移动D.P点电势一定减小

38.（24-25高二上•湖北・开学考试）如图所示是实验室模拟出的等量异种电荷电场线的显形平面图片，该平面中有4

B、C、。四个点，其中8、C两点处在等量异种电荷连线间的中垂线上，有关下列说法正确的是（）

A.一个负电荷处在A点的电势能要比它处在8点处的电势能小

B.将一个电子从C点处静止释放，它可能会沿着电场线运动到。点处

C.B点的场强小于C点的场强

D.将一个质子从2点移送到C点，静电力做功为零

二、多选题

39.（24-25高二上•广东佛山・开学考试）如图所示，M.N是平行板电容器的两个极板，R为滑动变阻器。用绝缘

细线将一带负电的小球悬于电容器内部。闭合开关S,给电容器充电后，悬线偏离竖直方向的夹角为6。下列说法

A.保持S闭合，将滑动变阻器的滑片向。端滑动，则。增大

B.保持S闭合，将N板向M板靠近，则。增大

C.断开S,将N板向M板靠近，则6增大

D.断开S,将N板向下移动少许，则。增大

40.（24-25高二上•湖南长沙•开学考试）如图所示，A3CD是边长为/的正四面体，虚线圆为三角形ABD的内切圆,

M、N、P分别为即、A8和AD边与圆的切点，。为圆心，正四面体的顶点A、B和。分别固定有电荷量为+。、

A.M、P两点的电场强度相同

B,将正试探电荷由尸移动到N,电场力做负功

C.将正试探电荷由C移动到电势能增加

D.正试探电荷由C移动到M时的电势能变化量大于由C移动到N时的电势能变化量

41.（24-25高二上•江西上饶•开学考试）如图所示，真空中有一个正方形平面A8CD,。为正方形的中心，现在4

C两顶点分别固定等量异种点电荷，A为正电荷，8为负电荷，M、N是过。点的正方形垂线上两点且OM大于ON,

下列说法正确的是（）

A.平面是等势面

B.M、N两点的电场强度大小不等，方向相同

C.若将电子从。点移动到M点，其电势能增加

D./点电势等于N点电势

42.（24-25高二上•广东广州•开学考试）如图，截面43co2将空间中的长方体A4G。-A为GA区域分成两个

正方体区域，在A点固定有正点电荷+Q,4点固定有负点电荷-。，下列说法正确的是（）

A.2点电势高于。3点的电势

B.打点和2点的电场强度相同

C.C?点的电场强度小于点的电场强度

D.一负点电荷自4点沿直线运动至a点，静电力先做正功后做负功

三、解答题

43.(24-25高二上•安徽阜阳)如图，一质量帆=lxl(rkg、带电荷量q=-2xl(T8c的微粒以初速度大小％沿电场场

强方向从8点射入一水平向右的匀强电场，当微粒运动到比B点低力=0.2m的A点时，速度大小为，，方向竖直向

下。g取lOm/s?，求：

B

—-------->----------------------------------------------►

V。

--------------------------------------------------------------►

E

------------------------------A

(i)微粒的初速度大小％;

(2)4、B两点间的电势差。加；

(3)匀强电场的场强大小E。

44.(23-24高一下•山东青岛・期末)如图，倾角为。=37。的斜面末端连接一段水平轨道后与竖直的光滑半圆轨道平

滑