2017-2026十年高考物理专项汇编（全国）：专题18 电场能的性质（学生版）

1

专题18电场能的性质

考点分类十年考情（2017-2026）命题规律

2026江苏卷、2026广东卷.真实情境深度渗透：以国产粒子加速器静电加速、

海南福建

202520252025静电除尘能量测算、芯片制程静电调控等前沿科

云南2024福建、2024广

技场景为载体，不再使用纯理论裸模型出题，要

东、2024山东、2024广西、

求学生从复杂场景中提炼电场能的性质相关模型。

2023浙江、2023浙江、

2023广东、2023山东、

2023辽宁、2023海南、.综合关联属性突出：不再孤立考查电势差公式，

考点1电场2023全国、2022天津、会联动电场线分布、动能定理、类平抛运动等考

能的性质2022江苏、2022浙江、点，强化“电势高低判断→电势能变化推导→能量

2022河北、2022广东、联动分析”的完整解题链条。

全国、辽宁、

20222021.能力导向持续强化：弱化机械套公式的考法，重

2021北京、2021全国高考

点考查非匀强电场的电势与电势能变化分析、等

真题、2021海南、2021河

势面与电场线的关联推导能力，规避固化刷题套

北、2020北京、2020.浙江、

路，依托真实情境实现能力分层。

2020海南、2020江苏、

2020山东、2020全国、

2019江苏.

考点01电场能的性质

1．（2026·江苏·高考真题）一带正电粒子沿直线穿越如图等势面，则下列说法正确的是（）

1

A．粒子电势能先增大后减小

B．粒子电势能先减小后增大

C．粒子所受电场力先做负功后做正功

D．粒子所受电场力不变

2．（2026·广东·高考真题）静电卡盘是芯片制造中的重要设备，如图为双极型静电卡盘吸附原理简图，双

电极接高压电源后，晶片靠近卡盘的一侧带上与电极极性相反的电荷，在电场力作用下向卡盘运动并被吸

附。在晶片运动过程中，下列说法正确的是（）

A．电场力对晶片做负功B．晶片在电场中的电势能逐渐减少

C．晶片与卡盘电极之间表现为斥力D．晶片与卡盘电极之间电场强度处处相同

3．（2026·湖北·高考真题）一带正电粒子仅受静电力作用，从静止开始沿直线运动，0~4t0时间内，其速

度v随时间t的变化图像是如图所示的三条线段。t0时刻、1.5t0时刻、3.5t0时刻粒子所在位置分别为a点、

b点、c点。下列说法正确的是（）

A．b点的电势比a点的高

B．b点的电场强度比a点的大

C．粒子在a、c两点的电势能相等

D．粒子在a、c两点受到的电场力大小相等

1

4．（2026·云南·高考真题）如图所示，在大小、方向均未知的匀强电场中，O、M、N三点处于同一竖直

面内，将一质量为0.1kg、电荷量为1.0×10－6C的带正电的小球（视为质点）从O点抛出，小球1s后到达

O点正上方3m处的M点，再经1s到达N点，O、N两点在同一水平线上且相距3m。不计空气阻力，重

2

力加速度g取10m/s，设电场强度大小为E，O、N两点的电势分别为φO和φN，则（）

55

A．E=6.7×10V/m，φO>φNB．E=6.7×10V/m，φO<φN

55

C．E=5.0×10V/m，φO>φND．E=5.0×10V/m，φO<φN

5．（2026·浙江·高考真题）手机电容式触摸屏的核心部件可简化为平行板电容器。当手指靠近触摸屏时，

电容器两极板和手指间的电场线分布如图所示。下列说法正确的是（）

A．A点的电场强度大于B点的电场强度

B．将一电子从A点移到B点，电子的电势能增大

C．极板上表面C点的电势等于下表面D点的电势

D．若电子在E点释放，仅受静电力作用将沿电场线ab运动

6．（2025·甘肃·高考真题）如图，两极板不平行的电容器与直流电源相连，极板间形成非匀强电场，实线

为电场线，虚线表示等势面。M、N点在同一等势面上，N、P点在同一电场线上。下列说法正确的是

（）

1

A．M点的电势比P点的低B．M点的电场强度比N点的小

C．负电荷从M点运动到P点，速度增大D．负电荷从M点运动到P点，电场力做负功

7．（2025·北京·高考真题）某小山坡的等高线如图，M表示山顶，A、B是同一等高线上两点，

MA、MB分别是沿左、右坡面的直滑道。山顶的小球沿滑道从静止滑下，不考虑阻力，则（）

A．小球沿MA运动的加速度比沿MB的大

B．小球分别运动到A、B点时速度大小不同

C．若把等高线看成某静电场的等势线，则A点电场强度比B点大

D．若把等高线看成某静电场的等势线，则右侧电势比左侧降落得快

8．（2025·河北·高考真题）《汉书》记载“姑句家矛端生火”，表明古人很早就发现了尖端放电现象。若带

电长矛尖端附近某条电场线如图，则a、、、bcd四点中电势最高的是（）

A．a点B．b点C．c点D．d点

9．（2025·云南·高考真题）某介电电泳实验使用非匀强电场，该电场的等势线分布如图所示。a、b、c、d

四点分别位于电势为－2V、－1V、1V、2V的等势线上，则（）

A．a、b、c、d中a点电场强度最小

1

B．a、b、c、d中d点电场强度最大

C．一个电子从b点移动到c点电场力做功为2eV

D．一个电子从a点移动到d点电势能增加了4eV

10．（2025·广西·高考真题）带电粒子绕着带电量为Q的源电荷做轨迹为椭圆的曲线运动，源电荷固定在

kQ

椭圆左焦点F上，带电粒子电量为q；已知椭圆焦距为c，半长轴为a，电势计算公式为r，带电粒

子速度的平方与其到电荷的距离的倒数满足如图关系。

(1)求在椭圆轨道半短轴顶点B的电势；

(2)求带电粒子从A到B的运动过程中，电场力对带电粒子做的功；

(3)用推理论证带电粒子动能与电势能之和是否守恒；若守恒，求其动能与电势能之和；若不守恒，说明理

由。

11．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）如图，有两个电性相同且质量分别为m、4m的粒子A、B，初始时刻

lv

相距0，粒子A以速度0沿两粒子连线向速度为0的粒子B运动，此时A、B两粒子系统的电势能等于

1

mv2

0t

25。经时间1粒子B到达P点，此时两粒子速度相同，同时开始给粒子B施加一恒力，方向与速度方

vl

向相同。当粒子B的速度为0时，粒子A恰好运动至P点且速度为0，A、B粒子间距离恢复为0，这时

撤去恒力。已知任意两带电粒子系统的电势能与其距离成反比，忽略两粒子所受重力。求：

lvt

（m、0、0、1均为已知量）

v

(1)粒子B到达P点时的速度大小1；

tx

(2)1时间内粒子B的位移大小B；

t

(3)恒力作用的时间2。

1

12．（2025·海南·高考真题）某静电场电势在x轴上分布如图所示，图线关于轴对称，M、P、N是

x轴上的三点，OMON；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

13．（2025·浙江·高考真题）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，则（）

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

14．（2024·天津·高考真题）（多选）某静电场在x轴正半轴的电势随x变化的图像如图所示，

a、b、c、d、为x轴上四个点。一负电荷仅在静电力作用下，以一定初速度从d点开始沿x轴负方向运动

到a点，则该电荷（）

1

A．在b点电势能最小B．在c点时速度最小

C．所受静电力始终做负功D．在a点受静电力沿x轴负方向

15．（2024·重庆·高考真题）沿空间某直线建立x轴，该直线上的静电场方向沿x轴，其电势的φ随位置

x变化的图像如图所示，一电荷量为e带负电的试探电荷，经过x2点时动能为1.5eV，速度沿x轴正方向

若该电荷仅受电场力。则其将（）

A．不能通过x3点B．在x3点两侧往复运动

C．能通过x0点D．在x1点两侧往复运动

16．（2024·甘肃·高考真题）（多选）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b、a的交点，下列说法正确的是（

）

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M点的电势能大于在N点的电势能

17．（2024·广东·高考真题）（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

1

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

18．（2024·广西·高考真题）如图，将不计重力、电荷量为q带负电的小圆环套在半径为R的光滑绝缘半

圆弧上，半圆弧直径两端的M点和N点分别固定电荷量为27Q和64Q的负点电荷。将小圆环从靠近N点

3

PPsinPP

处静止释放，小圆环先后经过图上1点和2点，已知5，则小圆环从1点运动到2点的过程中（

）

A．静电力做正功B．静电力做负功

C．静电力先做正功再做负功D．静电力先做负功再做正功

19．（2024·河北·高考真题）我国古人最早发现了尖端放电现象，并将其用于生产生活，如许多古塔的顶

端采用“伞状”金属饰物在雷雨天时保护古塔。雷雨中某时刻，一古塔顶端附近等势线分布如图所示，相邻

等势线电势差相等，则a、b、c、d四点中电场强度最大的是（）

A．a点B．b点C．c点D．d点

1

20．（2024·湖南·高考真题）真空中有电荷量为4q和q的两个点电荷，分别固定在x轴上1和0处。设

无限远处电势为0，x正半轴上各点电势随x变化的图像正确的是（）

A．B．C．D．

21．（2024·全国甲卷·高考真题）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，

Q

k

距离该点电荷r处的电势为r，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

QQ

点电荷单独存在的该点的电势的代数和。电荷量分别为1和2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（）

QQQ

121213

Q0QQ0QQ0QQ0

A．1，2B．1，2C．1，2D．1，

Q

13

Q2

22．（2023·河北·高考真题）由点电荷组成的系统的电势能与它们的电荷量、相对位置有关。如图

1，a、b、c，d四个质量均为m、带等量正电荷的小球，用长度相等、不可伸长的绝缘轻绳连接，静置在

E

光滑绝缘水平面上，O点为正方形中心，设此时系统的电势能为0。剪断a、d两小球间的轻绳后，某时

刻小球d的速度大小为v，方向如图2，此时系统的电势能为（）

1

7252

E0mvE0mv

A．4B．4

1252

E0mvE0mv

C．4D．8

23．（2023·福建·高考真题）“场离子显微镜”的金属钨针尖处于球形真空玻璃泡的球心O，玻璃泡内壁有

一层均匀导电膜：在钨针和导电膜间加上高电压后，玻璃泡上半部分的电场可视为位于O点处点电荷形成

的电场，如图所示。a、b、c、d、O为同一平面上的5个点，abc是一段以O为圆心的圆弧，d为ob的中

点。a、d两点场强大小分别为Ea、Ed，o、a、c、d四点电势分别为φo、φa、φc、φd，则

φa_________φd；φa_________φc，(φo－φa)_________2(φo－φd)。（填“大于”“等于”或“小于”）

q、q、qq,q、q

24．（2023·河北·高考真题）（多选）如图，在x轴上放置四个点电荷123和412位于A点两侧，

q、q

34位于B点两侧。C点在y轴上，且OAOBOC。取无穷远处电势为零，电荷位置与电荷量满足一

定关系，使得以O点为球心、以OC为半径的球面上各点的电势均为零。下列说法正确的是（）

A．A、B两点电场强度的方向一定沿x轴正方向

B．若在O点放一正点电荷，则A、B两点的电势一定升高

C．试探电荷q沿y轴运动过程中，若静电力始终不做功，则它受到的静电力始终为零

1

D．试探电荷q沿y轴运动过程中，若静电力始终不做功，则C点的电场强度一定为零

25．（2023·广东·高考真题）（多选）电子墨水是一种无光源显示技术，它利用电场调控带电颜料微粒的

分布，使之在自然光的照射下呈现出不同颜色．透明面板下有一层胶囊，其中每个胶囊都是一个像素．如

图所示，胶囊中有带正电的白色微粒和带负电的黑色微粒．当胶囊下方的电极极性由负变正时，微粒在胶

囊内迁移（每个微粒电量保持不变），像素由黑色变成白色．下列说法正确的有（）

A．像素呈黑色时，黑色微粒所在区域的电势高于白色微粒所在区域的电势

B．像素呈白色时，黑色微粒所在区域的电势低于白色微粒所在区域的电势

C．像素由黑变白的过程中，电场力对白色微粒做正功

D．像素由白变黑的过程中，电场力对黑色微粒做负功

26．（2023·上海·高考真题）空间中有一电场，电势分布如图所示，现放入一个负点电荷，随后向右移动

此电荷，下列电荷电势能随位置变化的图像正确的是（）

A．B．

C．D．

27．（2023·辽宁·高考真题）（多选）图（a）为金属四极杆带电粒子质量分析器的局部结构示意图，图

（b）为四极杆内垂直于x轴的任意截面内的等势面分布图，相邻两等势面间电势差相等，则（）

1

A．P点电势比M点的低

B．P点电场强度大小比M点的大

C．M点电场强度方向沿z轴正方向

D．沿x轴运动的带电粒子，电势能不变

28．（2023·全国乙卷·高考真题）（多选）在O点处固定一个正点电荷，P点在O点右上方。从P点由静

止释放一个带负电的小球，小球仅在重力和该点电荷电场力作用下在竖直面内运动，其一段轨迹如图所示。

M、N是轨迹上的两点，OP>OM，OM=ON，则小球（）

A．在运动过程中，电势能先增加后减少

B．在P点的电势能大于在N点的电势能

C．在M点的机械能等于在N点的机械能

D．从M点运动到N点的过程中，电场力始终不做功

29．（2023·全国甲卷·高考真题）在一些电子显示设备中，让阴极发射的电子束通过适当的非匀强电场，

可以使发散的电子束聚集。下列4幅图中带箭头的实线表示电场线，如果用虚线表示电子可能的运动轨迹，

其中正确的是（）

A．B．

C．D．

30．（2022·福建·高考真题）平时我们所处的地球表面，实际上存在场强大小为100V/m的电场，可将其

视为匀强电场，在地面立一金属杆后空间中的等势面如图所示。空间中存在a、b、c三点，其中a点位于

1

金属杆正上方，b、c等高。则下列说法正确的是（）

U0

A．b、c两点的电势差bcB．a点场强大小大于100V/m

C．a点场强方向水平向右D．a点的电势低于c点

31．（2022·重庆·高考真题）（多选）如图为两点电荷Q、Q的电场等势面分布示意图，Q、Q位于x轴

上，相邻等势面的电势差为3V。若x轴上的M点和N点位于0V等势面上，P为某等势面上一点，则（

）

A．N点的电场强度大小比M点的大

B．Q为正电荷

C．M点的电场方向沿x轴负方向

D．P点与M点的电势差为12V

E

32．（2022·海南·高考真题）（多选）某带电体周围的电场线和等势面如图所示，设A点的电场强度为A，

E

电势为A，B点的电场强度为B，电势为B，则有（）

EEEE

A．ABB．ABC．ABD．AB

1

33．（2022·江苏·高考真题）如图所示，正方形ABCD四个顶点各固定一个带正电的点电荷，电荷量相等，

O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，O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

34．（2022·浙江·高考真题）如图所示，带等量异种电荷的两正对平行金属板M、N间存在匀强电场，板

长为L（不考虑边界效应）。t=0时刻，M板中点处的粒子源发射两个速度大小为v0的相同粒子，垂直M

2v

板向右的粒子，到达N板时速度大小为0；平行M板向下的粒子，刚好从N板下端射出。不计重力和

粒子间的相互作用，则（）

A．M板电势高于N板电势

B．两个粒子的电势能都增加

2v2

a0

C．粒子在两板间的加速度L

（）21L

t

2v

D．粒子从N板下端射出的时间0

35．（2022·河北·高考真题）如图，真空中电荷量为2q和q(q0)的两个点电荷分别位于M点与N点，

形成一个以MN延长线上O点为球心，电势为零的等势面（取无穷处电势为零），P为MN连线上的一点，

S为等势面与直线MN的交点，T为等势面上的一点，下列说法正确的是（）

1

A．P点电势低于S点电势B．T点电场强度方向指向O点

q

C．除无穷远处外，MN直线上还存在两个电场强度为零的点D．将正试探电荷0从T点移到P点，

静电力做正功

36．（2022·湖南·高考真题）如图，四根完全相同的均匀带正电绝缘长棒对称放置在长方体的四条长边

a、b、c、d上。移去a处的绝缘棒，假定另外三根绝缘棒电荷分布不变。关于长方体几何中心O点处电

场强度方向和电势的变化，下列说法正确的是（）

A．电场强度方向垂直指向a，电势减小

B．电场强度方向垂直指向c，电势减小

C．电场强度方向垂直指向a，电势增大

D．电场强度方向垂直指向c，电势增大

37．（2022·全国乙卷·高考真题）（多选）一种可用于卫星上的带电粒子探测装置，由两个同轴的半圆柱

形带电导体极板（半径分别为R和Rd）和探测器组成，其横截面如图（a）所示，点O为圆心。在截面

内，极板间各点的电场强度大小与其到O点的距离成反比，方向指向O点。4个带正电的同种粒子从极板

r

间通过，到达探测器。不计重力。粒子1、2做圆周运动，圆的圆心为O、半径分别为1、

rRrrRdrrr

212；粒子3从距O点2的位置入射并从距O点1的位置出射；粒子4从距O点1的位置

r

入射并从距O点2的位置出射，轨迹如图（b）中虚线所示。则（）

1

A．粒子3入射时的动能比它出射时的大

B．粒子4入射时的动能比它出射时的大

C．粒子1入射时的动能小于粒子2入射时的动能

D．粒子1入射时的动能大于粒子3入射时的动能

qq0

38．（2022·全国乙卷·高考真题）（多选）如图，两对等量异号点电荷q、固定于正方形的4

个顶点上。L、N是该正方形两条对角线与其内切圆的交点，O为内切圆的圆心，M为切点。则（）

A．L和N两点处的电场方向相互垂直

B．M点的电场方向平行于该点处的切线，方向向左

C．将一带正电的点电荷从M点移动到O点，电场力做正功

D．将一带正电的点电荷从L点移动到N点，电场力做功为零

39．（2022·浙江·高考真题）某种气体—电子放大器的局部结构是由两块夹有绝缘介质的平行金属薄膜构

成，其上存在等间距小孔，其中相邻两孔截面上的电场线和等势线的分布如图所示。下列说法正确的是（

）

1

A．a点所在的线是等势线

B．b点的电场强度比c点大

C．b、c两点间的电势差的值比a、c两点间的大

D．将电荷沿图中的线从d→e→f→g移动时电场力做功为零

40．（2021·福建·高考真题）如图（a），同一竖直平面内A、B、M、N四点距O点的距离均为2L，O

为水平连线AB的中点，M、N在AB连线的中垂线上。A、B两点分别固定有一点电荷，电荷量均为Q（

Q0）。以O为原点，竖直向下为正方向建立x轴。若取无穷远处为电势零点，则ON上的电势随位置

S

x的变化关系如图（b）所示。一电荷量为Q（Q0）的小球1以一定初动能从M点竖直下落，一段时间

后经过N点，其在ON段运动的加速度大小a随位置x的变化关系如图（c）所示。图中g为重力加速度大

小，k为静电力常量。

S

（1）求小球1在M点所受电场力大小。

SSS

（2）当小球1运动到N点时，恰与一沿x轴负方向运动的不带电绝缘小球2发生弹性碰撞。已知1与

4kQ2

SSS

2的质量相等，碰撞前、后1的动能均为3L，碰撞时间极短。求碰撞前2的动量大小。

SSS

（3）现将2固定在N点，为保证1能运动到N点与之相碰，1从M点下落时的初动能须满足什么条件？

1

41．（2021·海南·高考真题）（多选）如图，在匀强电场中有一虚线圆，ab和cd是圆的两条直径，其中

U20V

ab与电场方向的夹角为60，ab0.2m，cd与电场方向平行，a、b两点的电势差ab。则（

）

A．电场强度的大小E200V/m

B．b点的电势比d点的低5V

C．将电子从c点移到d点，电场力做正功

D．电子在a点的电势能大于在c点的电势能

42．（2021·辽宁·高考真题）等量异号点电荷固定在水平向右的匀强电场中，电场分布如图所示，实线表

示电场线，虚线表示等势线。将同一负电荷先后置于a、b两点，电势能分别为Epa和Epb，电荷所受电场

力大小分别为Fa和Fb，则（）

EpaEpbEpaEpb

A．，Fa>FbB．，Fa<Fb

1

EpaEpbEpaEpb

C．，Fa>FbD．，Fa<Fb

43．（2021·天津·高考真题）（多选）两个位于纸面内的点电荷产生电场的等势面如图中实线所示，相邻

等势面间的电势差相等。虚线MPN是一个电子在该电场中的运动轨迹，轨迹与某等势面相切于P点。下

列说法正确的是（）

A．两点电荷可能是异种点电荷B．A点的电场强度比B点的大

C．A点的电势高于B点的电势D．电子运动到P点时动能最小

44．（2021·山东·高考真题）如图甲所示，边长为a的正方形，四个顶点上分别固定一个电荷量为q的点

2

0xa

电荷；在2区间，x轴上电势的变化曲线如图乙所示。现将一电荷量为Q的点电荷P置于正

方形的中心O点，此时每个点电荷所受库仑力的合力均为零。若将P沿x轴向右略微移动后，由静止释放，

以下判断正确的是（）

21

Qq

A．2，释放后P将向右运动

21

Qq

B．2，释放后P将向左运动

221

Qq

C．4，释放后P将向右运动

1

221

Qq

D．4，释放后P将向左运动

45．（2021·广东·高考真题）图是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸板接在高压电源两端，两极间

产生强电场，虚线为等差等势面，在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极，a、b是其路径上

的两点，不计液滴重力，下列说法正确的是（）

A．a点的电势比b点的低

B．a点的电场强度比b点的小

C．液滴在a点的加速度比在b点的小

D．液滴在a点的电势能比在b点的大

46．（2021·全国乙卷·高考真题）如图（a），在一块很大的接地金属平板的上方固定一负电荷。由于静电

感应，在金属平板上表面产生感应电荷，金属板上方电场的等势面如图（b）中虚线所示，相邻等势面间

FF

的电势差都相等。若将一正试探电荷先后放于M和N处，该试探电荷受到的电场力大小分别为M和N，

EE

相应的电势能分别为pM和pN，则（）

FF,EEFF,EE

A．MNpMpNB．MNpMpN

FF,EEFF,EE

C．MNpMpND．MNpMpN

47．（2021·全国甲卷·高考真题）（多选）某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5

个点，则（）

1

A．一正电荷从b点运动到e点，电场力做正功

B．一电子从a点运动到d点，电场力做功为4eV

C．b点电场强度垂直于该点所在等势