2027届新高考物理热点精准复习静电场中能的性质+

【学习目标】1.理解电势、电势能、电势差的概念，并理解电势差与电场强度的关系以及静电力做

功与电势能变化的关系。 2.会解决电场线、等势面及运动轨迹的综合问题。考点一描述电场的能的性质的物理量考点二电势差与电场强度的关系考点三电场线、等势面及运动轨迹问题内容索引课时作业2027届新高考物理热点精准复习静电场中能的性质

考点一描述电场的能的性质的物理量2.电势能增、减的判断方法判断方法方法解读做功判断法电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大公式法Ep=qφ，将q、φ的大小、正负号一起代入公式，Ep越大，则电势能越大能量守恒法在电场中，当只有电场力做功时，电荷的动能和电势能相互转化，动能增大，则电势能减小；反之，动能减小，则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

1.电场力做功、重力做功均与路径无关。(

)2.电场强度为零的地方电势一定为零。(

)3.沿电场线方向电场强度越来越小，电势逐渐降低。(

)4.电场中A、B两点间的电势差等于将正电荷从A点移到B点时静电力所做的功。(

)5.等差等势面越密的地方，电场线越密，电场强度越大。(

)√✕✕✕√(2025·浙江1月选考)三个点电荷的电场线和等势线如图所示，其中的d、e与e、f两点间的距离相等，下列说法中，正确的是(

)A.a点电势高于b点电势B.a、c两点的电场强度相同C.d、f间电势差为d、e间电势差的两倍D.从a到b与从f到b，电场力对电子做功相等例1【解析】电场线从高等势面指向低等势面，即电场线从图中的正电荷指向负电荷，因此b点所在的等势面高于a点所在的等势面，A错误；a、c两点电场强度方向不同，电场强度不同，B错误；从d→e→f电场强度逐渐减小，间距相等，结合U=Ed可知0＜Ufe＜Ued，则Ufd＜2Ued，C错误；a点与f点在同一等势面上，a、b两点和f、b两点的电势差相等，根据电场力做功W=qU可知从a到b与从f到b，电场力对电子做功相等，D正确。D(2025·湖州三模)处于静电平衡的导体的电场线和等势线分布如图所示，下列说法中，正确的是(

)A.a点和b点的电势大小相同B.c点和d点的电场强度相同C.取导体表面的电势为0，电子在c点的电势能为正值D.从a到c与从b到d，电场力对电子做功相等例2【解析】沿电场线方向电势降低，可知a点电势低于b点电势，A错误；c点和d点的电场强度方向不相同，则c点和d点的电场强度不相同，B错误；沿电场线方向电势降低，取导体表面的电势为0，则c点的电势为负值，根据电势能的定义式可知，电子在c点的电势能为正值，C正确；根据图示等势线的分布可知Ubd=Uba＋Uac＞0，则有Ubd＞Uac，根据W=－eU，可知|Wac|＜|Wbd|，D错误。C静电力做功与电势能变化的关系(1)静电力做的功等于电势能的减少量，即WAB=EpA－EpB。静电力对电荷做多少正功，电荷电势能就减少多少；电荷克服静电力做多少功，电荷电势能就增加多少。(2)电势能的大小：由WAB=EpA－EpB可知，若令EpB=0，则EpA=WAB，即一个电荷在电场中某点具有的电势能，数值上等于将其从该点移到零电势能位置过程中静电力所做的功。技能点拨

考点二电势差与电场强度的关系甲

乙(2025·温州期末)闪电通常由雷电云放电产生，多数闪电发生在云内。如图所示，由于云内冰状颗粒相互碰撞，小颗粒冰晶带正电，随气流上浮到云上端；较大颗粒带负电，下坠到云下端。若某雷电云的厚度为3km，云层内的电场可视为匀强电场，电场强度大小为2×105V/m，云层上、下两端相当于平行板电容器的两个极板，则该云层上、下两端的电势差为(

)A.3×107V B.4×108VC.6×108V D.8×108V例3【解析】该云层上、下两端的电势差U=Ed=2×105×3×103

V=6×108

V，C正确。C

技能点拨电场线与轨迹问题的分析技巧1.画出“速度线”(运动轨迹的切线)与“力线”(电场线的切线)，从两者的夹角情况来分析带电体运动的情况。若静电力与速度方向成锐角，则静电力做正功，电势能减少；若静电力与速度方向成钝角，则静电力做负功，电势能增加。如果题中给出等势面，需依据电场线与等势面垂直先画出电场线，再去画“力线”。2.对于电荷的正负、场强的方向或等势面电势的高低、电荷运动的方向，若已知其中的任意一个，可顺次向下分析判定各待求量；若上面的各量均未知，则要用假设法分别讨论各种情况。考点三电场线、等势面及运动轨迹问题(2021·浙江6月选考)某书中有如图所示的图，用来表示横截面是“＜”形导体右侧的电场线和等势面，其中a、b是同一条实线上的两点，c是另一条实线上的一点，d是导体尖角右侧表面附近的一点。下列说法中，正确的是(

)A.实线表示电场线B.离d点最近的导体表面电荷密度最大C.“＜”形导体右侧表面附近电场强度方向均相同D.电荷从a点到c点再到b点电场力做功一定为零例4【解析】电场线的一端应在导体上，所以图中的实线是等势线，A错误；根据等势线和电场线的关系可以判断d处的电场线最稀疏，如图所示，B错误；从图中可以看出导体右侧表面附近电场线的切线方向并不全相同，所以电场强度方向不全相同，C错误；电场力做功与路径无关，取决于起点、终点的电势差，由于a、b是同一条等势线上的两点，所以电荷从a点到c点再到b点电场力做功一定为零，D正确。D(2025·宁波十校联考)如图所示为位于M、N两点的点电荷周围的电场线示意图，若将不计重力的带电粒子沿垂直于MN连线的方向以初速度v0抛出，粒子的运动轨迹如图中虚线所示，经过A、B两点，下列说法中，正确的是(

)A.粒子带正电B.M处点电荷的电荷量小于N处点电荷的电荷量C.粒子在A、B两点之间的运动过程中加速度越来越小D.粒子从A点到B点运动的过程中电势能越来越大例5【解析】粒子受电场力指向轨迹的凹侧，由图可知电场方向与电场力方向相反，则粒子带负电，A错误；电场线越密集的地方，电场强度越大，M处附近的电场比N处附近的电场大，可知M处点电荷的电荷量大于N处点电荷的电荷量，B错误；粒子在A、B两点之间运动的过程中，电场强度越来越小，则根据牛顿第二定律可知，加速度越来越小，C正确；粒子从A点运动到B点的过程中，电场力做正功，电势能越来越小，D错误。C课时作业答案速对第九单元第23讲静电场中能的性质题号1234567答案CBCABDC题号891011答案BDDBD1.(2025·浙江A9联考二模)雷雨天，高层建筑顶部的避雷针起到主动吸引闪电的作用，叫“接闪”，以此保护周边建筑和行人的安全。某次电视塔“接闪”前积雨云层与避雷针附近产生的电场的等差等势面如图所示，积雨云层的底部积聚正电荷，取大地为零势面，下列说法中，正确的是(

)A.避雷针的针尖不带电B.A、B、C三个位置中A点的电势最高C.A、B、C三个位置中电子在A点受电场力最大D.空气中一电子由C点运动到B点，电势能增加【解析】积雨云层的底部积聚正电荷，由于静电感应，避雷针的针尖带负电，A错误；沿正电荷到负电荷的电场线方向，电势逐渐降低，则A和C电势相等，B点电势最高，B错误；等差等势面的密度反映电场强度的大小，则A点的电场强度最大，故电子在A点受电场力最大，C正确；空气中一电子由C点运动到B点，电势增大，由Ep=qφ可知电子的电势能减小，D错误。C2.(2025·台州二模)在电子显微镜中，电子束相当于光束，通过由电场或磁场构成的电子透镜实现会聚和发散作用。其中的一种电子透镜由两个金属圆环M、N组成，其结构如图甲所示，图乙为图甲的截面示意图。显微镜工作时，两圆环的电势φN＞φM，图乙中虚线表示两圆环之间的等势面(相邻等势面间电势差相等)，O为水平虚线与竖直虚线的交点，a、b两点关于O点中心对称。现有一束电子经电场加速后，沿着平行于两金属圆环轴线的方向进入金属圆环M。下列说法中，正确的是(

)A.a点电势比b点电势低B.a点场强与b点场强相同C.该电子透镜对入射的电子束能起到发散作用D.电子在穿越电子透镜的过程中电势能增大甲

乙【解析】两圆环的电势φN＞φM，则靠近N环的电势较高，即a点电势比b点电势高，A错误；根据对称性可知，a点电场强度与b点电场的强度大小相等、方向相同，B正确；根据电场线与等势线垂直可知，入射的电子受电场力指向中轴线，则该电子透镜对入射的电子束能起到会聚的作用，C错误；根据Ep=qφ，可知电子在穿越电子透镜的过程中电势能减少，D错误。B3.(2026·宁波一模)“彭宁离子阱”是一个可以用来储存带电粒子的装置。该装置主要由一对左右对称的环电极和一对上下对称的端电极构成，其内部某一截面的部分电场线和等势线分布如图所示，则(

)A.a、b、c三点电场强度大小关系Ea＞Eb＞EcB.a、b、c三点电势高低关系φa＞φb＞φcC.将一电子从a点移到b点，静电力做负功D.将一电子从a点移到c点，电子电势能减小【解析】电场线越密场强越大，由图知Ea＞Ec＞Eb，A错误；沿电场线电势降低，电场线垂直于等势线，根据对称性，φa＞φb=φc，B错误；电子带负电，从高电势a到低电势b，电势能增加，静电力做负功，C正确；从a到c，电场力对电子做负功，电子电势能增大，D错误。C

A5.(2025·杭州二模)在xOy平面内，四个等量点电荷固定在正方形的四个顶点，O为正方形中心。如图所示为其在xOy平面内电势类比于地势的模拟图，z轴表示电势，z＞0代表电势为正。已知OA=OB=OC，取无穷远处电势为0，下列说法中，正确的是(

)A.A、B两点的电场强度相同B.O点的电场强度为零，电势也为零C.从A点沿直线到B点，电势先升高后降低D.将正电荷从O点沿直线移动到C点，电势能先增大后减小【解析】电场强度是矢量，由对称性及电场叠加原理可知，A、B两点电场强度大小相等，但方向不同，所以A、B两点电场强度不