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

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

【答案】B

【详解】AB．由图可知，等势面越靠近中心电势越低，粒子沿直线从右侧外部向左侧运动，过程中电势

先减小，后增大，粒子带正电，因此电势能先减小后增大，故A错误，B正确；

C．电势能先减小后增大，说明电场力先做正功后做负功，故C错误；

D．等差等势面的疏密反映电场强度大小，越靠近中心等势面越密，电场强度越大，可知粒子所受电场力

是变化的，D错误。

故选B。

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

【答案】B

【详解】AC．晶片在电场力作用下向卡盘运动并被吸附，则晶片与卡盘电极之间表现为引力，晶片所受

电场力方向指向卡盘，与晶片向卡盘运动的位移方向同向，电场力对晶片做正功，AC错误；

B．电场力对晶片做正功，则晶片在电场中的电势能逐渐减少，故B正确；

1

D．根据题意可知该电场不是匀强电场，晶片与卡盘电极之间电场强度并不是处处相同，故D错误。

故选B。

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

【答案】C

v

a0

12t

【详解】A．在0~2t0内，粒子做匀加速运动，加速度0，电场方向与运动方向相同。沿电场线方向

电势降低，则b点电势比a点低，故A错误。

02t

B．在0内加速度恒定，a点与b点电场强度大小相等，故B错误。

v

v0

ta

C．在0时刻，速度2

v

a0

3.5t3t4t3

在0时刻，处于00的匀减速阶段，加速度t0

v0

vcv0a30.5t0

速度2

则a、c两点动能相等，由能量守恒知电势能相等，故C正确。

v

Fm0

a2t

D．设粒子质量为m，则a点电场力大小0

v

Fm0

ct

c点电场力大小0，两者不相等，故D错误。

故选C。

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

1

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

【答案】C

【详解】根据题意0~1s水平位移为0，可得v0x＋0.5ax=0

竖直位移为3m，可得vy0＋0.5ay=3

0~2s水平位移为3m，可得2v0x＋2ax=3

竖直位移为0，可得2vy0＋2ay=0

22

解得ax=3m/s，ay=－6m/s

qExqEy

ax，＋ayg

对小球受力分析有mm

55

代入数据得Ex=3.0×10V/m，Ey=4.0×10V/m

EE2＋E25.0105V/m

故电场强度大小xy

电场方向斜向上偏N侧，Ex>0表明沿x轴正方向电势降低，故φO>φN。

故选C。

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

1

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

【答案】C

【详解】A．电场线越密的地方场强越大，电场线越疏的地方场强越小，由图可知，A点的电场强度小于

B点的电场强度，故A错误；

Ee

B．顺着电场线电势逐渐降低，由图可知A点电势低于B点电势，根据p可知将一电子从A点移到

B点，电子的电势能减小，故B错误；

C．同一金属极板上，达到静电平衡后，电势处处相等，则极板上表面C点的电势等于下表面D点的电势，

故C正确；

D．由于电场线ab是曲线，则若电子在E点释放，仅受静电力作用不可能沿电场线ab运动，故D错误。

故选C。

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

（）

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

【答案】D

【详解】A．MN两点电势相等，电场线由上到下，NP在同一电场线上，沿电场线电势逐渐降低，可知N

点电势高于P点，可知M点电势高于P点，选项A错误；

B．M点电场线分布比N点密集，可知M点电场强度比N点大，选项B错误；

CD．负电荷从M点运动到P点，电势能增加，则电场力做负功，动能减小，速度减小，选项C错误，D

正确；

故选D。

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，

1

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

【答案】D

【详解】A．等高线越密集，坡面越陡，根据牛顿第二定律可得agsin（为坡面与水平面夹角），

MB对应的等高线更密集，坡面更陡，小球沿着MB运动时加速度比沿着MA运动时加速度大，A错误；

B．A、B在同一等高线，小球下落高度相同，根据机械能守恒，运动到A、B点时速度大小相同，B错误；

C．等势线越密集，电场强度越大，B处等势线更密集，A点电场强度比B点小，C错误；

D．等势线越密集，电势降落越快，右侧等势线更密集，右侧电势比左侧降落得快，D正确。

故选D。

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

【答案】D

【详解】根据电场线的性质：沿电场线方向，电势逐渐降低。观察图中电场线，可判断电场线方向（假设

从电势高处指向低处）。比较a、b、c、d四点，d点位于电场线“上游”，沿电场线方向电势依次降低，即

d点电势高于c点，c点高于b点，b点高于a点。因此电势最高的是d点。

1

故选D。

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

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

【答案】C

【详解】AB．根据等势面越密集电场强度越大，可知a、b、c、d中a点电场强度最大，故AB错误；

C．一个电子从b点移动到c点电场力做功为Wbc=－eUbc=2eV

故C正确；

D．一个电子从a点移动到d点电场力做功为Wad=－eUad=4eV

由于电场力做正功电势能减小，则一个电子从a点移动到d点电势能减小了4eV，故D错误。

故选C。

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

(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。

kQ

B

【答案】(1)a

21

kQq

(2)2aca

kQq

(3)守恒，2a

【详解】（1）由几何关系可知，椭圆上任何一点到两焦点间距离之和为2a，故顶点B距源电荷的距离为

ra

kQkQ

B

根据电势计算公式r可得在椭圆轨道半短轴顶点B的电势为a

kQ2kQ

Ac

a2ac

（2）同理可知，在椭圆轨道半长轴顶点A的电势为2

根据电场力做功与电势能的关系可知，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为

21

WABqABkQq

2aca

1kQ

mv2(q)C

（3）设带电粒子的质量为m，假设带电粒子动能与电势能之和守恒，则满足2r（定值）

2kQq12C

v2

则mrm

11

v2(,0)

根据图像可知r关系为一条倾斜直线，故假设成立，将图像中2a代入关系式可得其动能与电势能

kQq

C

之和为2a

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）

1

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

v0

【答案】(1)5

v0t12

l0

(2)511

2l0

v

(3)0

1

mvm4mvv1v0

【详解】（1）根据动量守恒定律01，解得5

（2）两者共速时设间距为l'，根据能量守恒定律可知此时电势能为

11111

E'mv2mv25mv2mv2

p2025021250

E1

l'p0ll

E'0110

根据题意电荷间的电势能与它们间的距离成反比，则p

mvtmvt4mvt

两者共速前的过程系统始终动量守恒，根据动量守恒则有01A1B1

mvtmx4mx

即有01AB

xlxl'

根据位移关系可知B0A

v0t12

xBl0

联立解得511

1212

Fl04mv0mv0

（3）对全过程，对系统根据动能定理22

Ft4mvmv

对全过程，根据动量定理200

2l0

t2

联立解得v0

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（）

1

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

【答案】D

【详解】A．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正方向，故A错误；

B．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；

C．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；

D．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。

故选D。

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

【答案】D

1

【详解】A．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；

B．a、c两点电场强度方向不同，电场强度不同，B错误；

UUU2U

C．从d→e→f电场强度逐渐减小，间距相等，结合UEd可知feed，则fded，C错误；

D．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WqU可知从a

到b与从f到b，电场力对电子做功相等，D正确。

故选D。

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（）

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

【答案】BD

Eq

【详解】AB．根据题意，由公式p可知，负电荷在高电势位置的电势能较小，由图可知，a点的电

势最大，则在a点电势能最小，同理可知，c点的电势最小，则在c点时电势能最大，电荷仅在电场力作

用下，电荷的电势能和动能之和不变，可知，电势能最大时，动能最小，则在c点时，电荷的动能最小，

即速度最小，故A错误，B正确；

CD．根据沿电场线方向电势逐渐降低，结合题图可知，c点左侧电场方向沿x轴正方向，c点右侧电场方

向沿x轴负方向，可知，c点右侧负电荷受沿x轴正方向的电场力，c点左侧负电荷受沿x轴负方向的电场

力，可知，在a点受静电力沿x轴负方向，从d点开始沿x轴负方向运动到a点，电场力先做负功再做正

功，故C错误，D正确。

故选BD。

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

1

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

【答案】B

【详解】带负电的试探电荷在x2处动能为1.5eV，电势能为-1eV，总能量为0.5eV，且试探电荷速度沿x

轴正方向，在x2~x3区域试探电荷受到沿x轴正方向的静电力，做加速运动，在x3处速度最大，试探电荷

继续运动到x3右侧，做减速运动，当速度为零时，电势能为0.5eV，即运动到电势为－0.5V处减速到零，

开始向x轴负方向运动，后反向回到x2处动能仍为1.5eV，继续向左运动，在电势为－0.5V处减速到零又

反向，不会运动到x0、x1处，即试探电荷在x3点两侧往复运动。

故选B。

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

【答案】BCD

【详解】A．根据粒子所受电场力指向曲线轨迹的凹侧可知，带电粒子带正电，故A错误；

B．等差等势面越密集的地方场强越大，故M点的电场强度比N点的小，故B正确；

CD．粒子带正电，因为M点的电势大于在N点的电势，故粒子在M点的电势能大于在N点的电势能；

1

由于带电粒子仅在电场作用下运动，电势能与动能总和不变，故可知当电势能最大时动能最小，故粒子在

运动轨迹上到达最大电势处时动能最小，故CD正确。

故选BCD。

【点睛】

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

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

【答案】AC

【详解】AC．根据沿着电场线方向电势降低可知M点的电势比N点的低，污泥絮体带负电，根据

Eq

p可知污泥絮体在M点的电势能比在N点的电势能大，污泥絮体从M点移到N点，电势能减小，

电场力对其做正功，故AC正确；

B．根据电场线的疏密程度可知N点的电场强度比P点的小，故B错误；

D．M点和P点在同一等势面上，则污泥絮体在M点的电势能与在P点的电势能相等，结合AC选项分

析可知污泥絮体在P点的电势能比其在N点的大，故D错误。

故选AC。

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（

）

1

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

【答案】A

PP

【详解】解法一：设在小圆环在1、2间的任意一点P，PM与MN的夹角为，根据几何关系可得

3753

带负电的小圆环与M点固定的电电荷间库仑力为

kq27Q27kqQ

F

M24R2cos2

2Rcos，方向由MP

带负电的小圆环与N点固定的电电荷间库仑力为

kq64Q16kqQ

F

N2R2sin2

2Rsin，方向由NP

连接OP，将两个库仑力沿着OP方向（半径方向）和垂直OP（圆弧切线方向）分解，则沿切线方向

16kqQcos27kqQsinkqQ33

F切线FNcosFMsin22222264cos27sin

Rsin4RcosRsin2

因素分解可得

kqQ4cos3sin7cos26sin29

F

切线R2sin22

则小圆环在半圆弧上运动时，090，则cos、sin、sin2均大于0，则当4cos3sin0时，

F0F0

即053时，切线，静电力做正功。当5390时，切线，静电力做负功。可得小圆环后

PP

经过图上1点和2点的过程中受到的静电力在切线方向的分力一直大于等于0，则静电力一直做正功。

故选A。

1

PP

解法二：设在小圆环在1、2间的任意一点P，PM与

MN的夹角为，根据几何关系可得

3753

带负电的小圆环在两个负点电荷电场中的电势能

64kQq27kQq

E

pE

2Rsin2Rcosp关于求导可得

kQq27sin364cos3kQq3sin4cos7cos212sincos9

'kQq27sin64cos

(Ep)222222

2Rcossin2Rcossin2Rcossin

(E)'0

当053时，p，

64kQq27kQq

Ep

2Rsin2Rcos为单调递减函数。

(E)'0

当5390时，p，

64kQq27kQq

Ep

2Rsin2Rcos为单调递增函数，

PPE

从1点运动到2点时由37增大到53，故p一直变小，静电力一直做正功。故A正确。

故选A。

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

【答案】C

【详解】在静电场中，等差等势线的疏密程度反映电场强度的大小。图中c点的等差等势线相对最密集，

故该点的电场强度最大。

故选C。

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．

【答案】D

Q

k

【详解】根据点电荷周围的电势公式r，设x处(x>0)的电势为0，得

4qq

kk0

1x'x'

解得

1

x

3

11

0<x<x>

故可知当3时，<0；当3时，>0。

故选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（）

1

QQQ

121213

Q0QQ0QQ0QQ0

A．1，2B．1，2C．1，2D．1，

Q

13

Q2

【答案】B

QQ

【详解】根据两点电荷周围的电势分布可知1带正电，2带负电；由图中电势为0的等势线可知

QQ

k1k20

r1r2

由图中距离关系可知

r6

1

r23

联立解得

Q

12

Q2

故选B。

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（）

7252

E0mvE0mv

A．4B．4

1

1252

E0mvE0mv

C．4D．8

【答案】B

【详解】由于运动的对称性，所以a球的速度大小也为v，方向与ad连线成30角斜向左下方。b和c球

v

的运动方向垂直于bc向上，大小相等，将两球看成一个整体，其质量为2m，速度为1，对于四个球组成

的系统来说，动量守恒，有

02mvsin302mv1

解得

1

vv

12

E

由于整个系统的能量守恒，设此时系统的电势能为1，有

11

EE2mv22mv2

01221

解得

5

EEmv2

104

故选B。

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”）

【答案】小于等于小于

【详解】[1]由于沿着电场线方向电势逐渐降低，可知

φa<φd

1

[2][3]由题知，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，则根据点电荷形成的电场的电势分布可知

φa=φc

且越靠近O场强越强，则od部分的场强均大于db部分的场强，则根据U=Ed，结合微元法可定性判别

出

φo－φb<2(φo－φd)

而

φa=φb

则

φo－φa<2(φo－φd)

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

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

【答案】BD

【详解】A．以O点为球心、以OC为半径的球面为等势面，由电场强度和等势面的关系可知，A、B两点

电场强度的方向沿半径方向与等势面垂直，与x轴重合。由于无法判断各个电荷的电性，故A、B两点电场

强度的方向无法判断，故A错误；

B．取无穷远处为零电势点，由于正点电荷周围的电势为正值，若在0点放一正点电荷，则A、B两点的电

势一定升高，故B正确；

C．试探电荷q沿y轴运动过程中，根据电荷分布，若静电力始终不做功，则经过y轴且垂直于x轴的平面

1

为等势面，但静电力不一定为零，故C错误；

D．根据以O点为球心、以OC为半径的球面为等势面，可知C点的电场强度方向应与y轴重合，再根据

经过y轴且垂直于x轴的平面为等势面，可知C点的电场强度方向应与y轴垂直，同一点电场强度的方向

是唯一的，故C点的电场强度一定为零，故D正确。

故选BD。

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

【答案】AC

【详解】A．像素呈黑色时，当胶囊下方的电极带负电，像素胶囊里电场线方向向下，所以黑色微粒所在

的区域的电势高于白色微粒所在区域的电势，故A正确；

B．像素呈白色时，当胶囊下方的电极带正电，像素胶囊里电场线方向向上，所以黑色微粒所在的区域的

电势高于白色微粒所在区域的电势，故B错误；

C．像素由黑变白的过程中，白色微粒受到的电场力向上，位移向上，电场力对白色微粒做正功，故C正

确；

D．像素由白变黑的过程中，黑色微粒受到的电场力向上，位移向上，电场力对黑色微粒做正功，故D错

误。

故选AC。

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（）

1

A．B．

C．D．

【答案】C

Eq

【详解】由电势能的表达式p得，负点电荷向右移动此电荷，电势能为负值并且逐渐增大，故选

C。

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（）

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

【答案】CD

【详解】A．因P点所在的等势面高于M点所在的等势面，可知P点电势比M点的高，选项A错误；

B．因M点所在的等差等势面密集，则M点场强较P点大，即P点电场强度大小比M点的小，选项B错

误；

1

C．场强方向垂直等势面，且沿电场线方向电势逐渐降低，可知M点电场强度方向沿z轴正方向，选项C

正确；

D．因x轴上个点电势相等，则沿x轴运动的带电粒子，则电势能不变，选项D正确。

故选C