2026版高考物理导与练总复习(人教)（粤）第九章 第2讲　电场能的性质

第2讲电场能的性质

为了避免雷击损坏建筑,我们常在建筑顶部安装避雷针,如图所示,雷雨天带有负电的

乌云飘过一栋建筑物上空时,在避雷针周围形成电场,电场的等差等势面a、b、c、d

分布情况如图所示,在等势面中有A、B、C三点。

(1)避雷针附近的电场是匀强电场吗?A、B两点电场强度哪个大?

(2)a、b、c、d等势面中的电势哪个最低?

(3)现有一带负电的雨点从乌云中下落,电势能如何变化?

1.(2024·广东肇庆阶段练习)(多选)关于静电场,下列结论普遍成立的是()

[A]电场强度大的地方电势高,电场强度小的地方电势低

[B]电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关

[C]在负点电荷产生的静电场中,场强方向都指向电势降低最快的方向

[D]沿电场线方向移动时,电势一定降低

2.(多选)避雷针上方有雷雨云时,避雷针附近的电场线分布如图所示。图中中央的竖直黑线

AB代表了避雷针,CD为水平地面。MN是电场线上两个点,则()

[A]M点的电势比N点的电势低

[B]若MN间的距离为d,则M、N两点的场强均为E=

�𝑀

[C]试探电荷+q在M点的电势能比在N点的电势能大�

[D]大地为等势体,地面附近的电场线与地面一定垂直

考点一描述电场能的性质的物理量

1.求静电力做功的四种方法

2.电势能大小的判断

判断方法方法解读

公式法将电荷量、电势连同正负号一起代入公式Ep=q,计算得到的值越大,电势能

越大

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

做功法电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加

能量在电场中,若只有电场力做功时,电荷的动能和电势能相互转化,动能增加,电

守恒法势能减小,反之,动能减小,电势能增加

3.几种常见的电场的等势面的特点

电场等势面(虚线)图样特点

匀强电场垂直于电场线的一簇平面

点电荷

以点电荷为球心的一簇球面

的电场

等量异

种点电两电荷连线的中垂面为等势面

荷的电场

续表

电场等势面(虚线)图样特点

等量正

点电荷在电荷连线上,中点电势最低;在中垂线上,中点电势最高

的电场

[例1]【对相关物理量的理解】(2024·湖北卷,8)(多选)关于电荷和静电场,下列说法正确

的是()

[A]一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和保持不变

[B]电场线与等势面垂直,且由电势低的等势面指向电势高的等势面

[C]点电荷仅在电场力作用下从静止释放,该点电荷的电势能将减小

[D]点电荷仅在电场力作用下从静止释放,将从高电势的地方向低电势的地方运动

[例2]【相关物理量的分析】(2024·广东卷,8)(多选)污水中的污泥絮体经处理后带负电,

可利用电泳技术对其进行沉淀去污,基本原理如图所示,涂有绝缘层的金属圆盘和金属棒

分别接电源正、负极,金属圆盘置于底部,金属棒插入污水中,形成如图所示的电场分布,其

中实线为电场线,虚线为等势面。M点和N点在同一电场线上,M点和P点在同一等势面

上。下列说法正确的有()

[A]M点的电势比N点的低

[B]N点的电场强度比P点的大

[C]污泥絮体从M点移到N点,电场力对其做正功

[D]污泥絮体在N点的电势能比其在P点的大

[例3]【电势的叠加】(2024·全国甲卷,18)在电荷量为Q的点电荷产生的电场中,将无限

远处的电势规定为零时,距离该点电荷r处的电势为k,其中k为静电力常量,多个点电荷

�

�

产生的电场中某点的电势,等于每个点电荷单独存在的该点的电势的代数和。电荷量分别

为Q1和Q2的两个点电荷产生的电场的等势线如图中曲线所示(图中数字的单位是伏特),

则()

[A]Q1<0,=-2[B]Q1>0,=-2

�1�1

�2�2

[C]Q1<0,=-3[D]Q1>0,=-3

�1�1

22

�考�点二电势差与电场强度的关系

(1)图甲中,匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势C与A、B两端的电势A和B

有什么关系?

(2)图乙中,匀强电场中若两线段AB∥CD,且AB=CD,则UAB和UCD有什么关系?

1.匀强电场中电势差与电场强度的关系

(1)UAB=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。

2.匀强电场中电势关系的两个重要结论

(1)在匀强电场中,沿任意一个方向,电势下降(升高)都是均匀的,故在同一直线上相同间距

的两点间电势差相等。如果把某两点间的距离平均分为n段,则每段两端点间的电势差等

于原电势差的。

1

�

(2)在匀强电场中,沿任意方向相互平行且相等的线段两端点的电势差相等。

[例4]【U=Ed或E=的定性分析】电子焊接机中的电场线如图中虚线所示。圆弧形极

�

�

板K为阴极,A为阳极,两极之间的距离为d,在两极之间加上高压U,有一电子在K极由静

止被加速。不考虑电子重力,元电荷为e,下列说法正确的是()

[A]由K到A电势逐渐降低

[B]A和K之间的电场强度大小为

�

�

[C]A点与KA中点的电势差大于

�

[D]电子由K运动到A的过程中,2其电势能增加了eU

E=在非匀强电场中的三点妙用

�

�

(1)结合等差等势面疏密判断电场强度大小:在非匀强电场中,等差等势面越密,沿电场方向

的距离d越小,根据E=知电场强度E越大;反之,则E越小。

�

�

(2)结合电场线疏密判断电势差大小:在非匀强电场中,距离d相等的两点间电场线分布越

密,平均电场强度E越大,根据U=Ed知电势差U越大,反之则电势差U越小。

(3)利用x图像的斜率判断电场强度随位置变化的规律:k===Ex,斜率的绝对值表示

��

��

电场强度的大小,正负表示电场强度的方向。

[例5]【U=Ed或E=的定量计算】(多选)如图所示,圆的圆心为O、半径R=2cm,直径

�

�

AB与直径CD间的夹角为60°,匀强电场与圆所在的平面平行(图中未画出),A、B、C三点

的电势分别为2V、8V、2V,下列说法正确的是()

[A]O点的电势为3V

[B]圆周上AC弧的中点电势最低

[C]匀强电场的电场强度的大小为1003V/m

[D]将一电子从O点移动到D点,电子克服电场力做的功为3eV

听课笔记

[例6]【等分法求解匀强电场的电场强度】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、10V、22V。下列说法正确的是()

[A]电场强度的大小为2V/cm

[B]坐标原点处的电势为-1V

[C]电子在a点的电势能比在c点的低12eV

[D]电子从b点运动到c点,静电力做功为12eV

听课笔记

等分法确定电场线及电势高低的解题思路

考点三电场线、等势线(面)与粒子的运动轨迹问题

带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法

[例7](2024·甘肃