2027届新高考物理热点精准复习　电荷的轨迹问题　电场的图像问题

2027届新高考物理热点精准复习电荷的轨迹问题电场的图像问题内容索引学习目标核心体系活动方案学习目标1.能综合分析带电粒子在电场中运动时电场线、等势线特点及轨迹、运动、受力、能量等相关的问题.2.理解带电粒子在电场中运动的v－t图像，能分析与φ－x、E－x等图像相关的问题．核心体系活动方案活动一分析带电粒子运动轨迹的相关问题如图所示，实线表示某电场的电场线(方向未标出)，虚线是一带负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和N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EpM、EpN.下列判断正确的是(

)A.vM＜vN，aM＜aNB.vM＜vN，φM＜φNC.φM＜φN，EpM＜EpND.aM＜aN，EpM＜EpN1D【解析】

电场线密的地方场强大，粒子受到的电场力大，所以aM<aN.粒子受到的电场力指向曲线运动轨迹的凹侧，又粒子带负电，所以电场方向由电场线稀疏一侧指向电场线密集一侧，而沿电场线方向电势降低，即φM>φN，故B、C错误；又由Ep＝qφ和能量守恒知，带负电的粒子在电势越低的位置，具有的电势能越大，而动能越小，即EpM<EpN，vM>vN，故A错误，D正确．带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法(1)判断速度方向：带电粒子运动轨迹上某点的切线方向为该点处的速度方向．选用轨迹和电场线(等势线)的交点更方便．(2)判断静电力的方向：仅受静电力作用时，因轨迹始终夹在速度方向和带电粒子所受静电力方向之间，而且向合外力一侧弯曲，结合速度方向，可以判断静电力方向．①若已知电场线和轨迹，所受静电力的方向与电场线(或电场线的切线)共线．②若已知等势线和轨迹，所受静电力的方向与等势线垂直．(3)判断静电力做功的正负及电势能的增减：若静电力方向与速度方向成锐角，则静电力做正功，电势能减少；若静电力方向与速度方向成钝角，则静电力做负功，电势能增加．

如图所示，虚线是某静电场的一簇等势线．实线是一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，A、B、C为轨迹上的三点．下列判断正确的是(

)A.轨迹在一条电场线上

B.粒子带负电C.场强EA>EC D.粒子的电势能EpA>EpC1C电场线与等势面垂直，并指向电势降低的方向．

如图所示，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点．不计重力，下列说法错误的是(

)A.M带负电荷，N带正电荷B.M在b点的动能小于它在a点的动能C.N在d点的电势能等于它在e点的电势能D.N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功2D【解析】

由粒子运动轨迹可知，M受到的是吸引力，N受到的是排斥力，可知M带负电荷，N带正电荷，故A正确；M从a点到b点，电场力做负功，根据动能定理知，动能减小，则M在b点的动能小于它在a点的动能，故B正确；d点和e点在同一等势面上，电势相等，则N在d点的电势能等于它在e点的电势能，故C正确；N从c点运动到d点，电场力做正功，故D错误．故选D.[2025全国卷]匀强电场中，一带正电的点电荷仅在电场力的作用下以某一初速度开始运动，则运动过程中，其(

)A.所处位置的电势一定不断降低B.所处位置的电势一定不断升高C.轨迹可能是与电场线平行的直线D.轨迹可能是与电场线垂直的直线3C【解析】

在匀强电场中，带正电的点电荷所受电场力恒定，方向与电场线方向一致，加速度恒定．若初速度方向与电场力方向相反(如初速度方向向左，电场力方向向右)，电荷会先减速至零再反向加速，在减速阶段，电荷沿电场线反方向运动，电势升高，因此电势不一定一直降低，故A错误；若初速度方向与电场力方向相同(如初速度方向向右，电场力方向向右)，电荷将一直加速，电势不断降低，因此电势不一定升高，故B错误；若初速度方向与电场力方向共线(同向或反向)，电荷将做匀变速直线运动，轨迹与电场线平行，故C正确；若轨迹与电场线垂直，则电荷初速度方向与电场力方向垂直．但电场力大小方向恒定，此时电荷将做类平抛运动，轨迹是曲线，故D错误．活动二分析电场中的图像问题一、

v－t图像如图甲所示，两个点电荷Q1、Q2固定在x轴上距离为L的两点，其中Q1带正电位于原点O，a、b是它们连线延长线上的两点，其中b点与O点相距3L.现有一带正电的粒子Q以一定的初速度沿x轴从a点开始经b点向远处运动(粒子只受电场力作用)，设粒子经过a、b两点时的速度分别为va、vb，其速度随坐标x变化的图像如图乙所示，则以下判断正确的是(

)2A甲

乙A.Q2带负电且电荷量小于Q1B.b点的场强比a点的场强大C.a点的电势比b点的电势高D.粒子在a点的电势能大于在b点的电势能二、

φ－x图像带电球体的半径为R，以球心为原点O建立坐标轴x，轴上各点电势φ随x的变化规律如图所示，下列说法中正确的是(

)A.球体带负电荷B.球内电场强度最大C.负电荷在B点的电势能比在C点的小D.A、B两点电场强度相同3C【解析】

由图可知，从球体出发，向两侧方向电势降低，而电场线特点是从正电荷(或无穷远处)出发，沿着电场线方向电势降低，即球体带正电荷，故A错误；球是等势体，故球内部任意两点间的电势差为零，场强为零，故B错误；从B到C，电势降低，负电荷电势能升高，故C正确；A点与B点的电场强度大小相等，但方向相反，故D错误．φ－x图像的应用要点(1)φ－x图像描述电势φ随x变化的规律．在φ－x图像中可以直接判断各点电势的大小，并可根据电势大小关系确定____________的方向．(2)在φ－x图像上，某点切线的斜率表示该点的____________；φ－x图像存在极值时，其切线的斜率为零，则对应位置处____________为零．电场强度电场强度电场强度[2025海南卷]某静电场电势φ在x轴上分布如图所示，图线关于φ轴对称，M、P、N是x轴上的三点，OM＝ON；有一电子从M点静止释放，仅受x轴方向的电场力作用，则下列说法正确的是(

)A.P点电场强度方向沿x轴负方向B.M点的电场强度小于N点的电场强度C.电子在P点的动能小于在N点的动能D.电子在M点的电势能大于在P点的电势能4D【解析】

由图可知在x正半轴沿＋x方向电势降低，则电场强度方向沿x轴正方向，故A错误；φ－x图像斜率表示电场强度，由图可知M点的电场强度大小等于N点的电场强度、方向相反，故B错误；电子在电势低处电势能大，故电子在P点的电势能小于在N点的电势能，根据能量守恒可知，电子在P点的动能大于在N点的动能，故C错误；电子在电势低处电势能大，故电子在M点的电势能大于在P点的电势能，故D正确．三、

Ep－x图像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

O～x2段是对称的曲线，x2～x3段是直线，则下列说法不正确的是(

)A.x1处电场强度为零B.x1、x2、x3处电势φ1、φ2、φ3的关系为φ1>φ2>φ3C.粒子在O～x2段做匀变速运动，x2～x3段做匀速

直线运动D.x2～x3段对应匀强电场4C电场力大小

如图所示，两个等大、平行放置的均匀带电圆环相距l0，所带电荷量分别为＋Q、－Q，圆心A、B连线垂直于圆环平面．以A点为坐标原点，沿AB方向建立x轴，将带正电的粒子(重力不计)从