高考物理备考练习：电场的性质及带电粒子在电场中的运动

大单元三电场与磁场

微专题9电场的性质及带电粒子在电场中

的运动

一图通-构建知识图谱

表达式：Fd法屋仑

适用条件：件空中静止的点电荷产上

构造：由两块彼此靠近乂互相绝

缘的导体构成

定义式心电场

力的定义式：c=¥

点电荷的电场强度：£=”|■^粤性质

_______________r_电容平行板电容器的决定式:

疏楮表示电场强度大小,切线方向-------c--^-

为电场强度方向41dd

电

场的

从正电荷或无眼远处出发,终止于电

无限远处成仇电荷电场线,场

及

性质

的

粒

带电

不屈交基

电

子在

本

定义式：啬的

场中

性

运动

质

性质:有正负之分,其正（负）表示电势

该点电券比零电势高（低）,具“相-------

对性可能是匀变速，也可能是变

加速

定义式：Ug加速|------------------------

——轨迹与电场线不一定亚介

关系卡”号1型^能的带电粒子

性质在电场中-类平柚运动

的运动倒转-----------

。电场演馔的关系：u=&/（匀强电场）——解题方法：运动的分斛

电场中电势相等的点组成的成芈西

大小：等于将电荷从该点移到零势

能位置时伸电力做的功

”『3卜~I电势能

关系：u*跖&]

题点通-突破高频考点

考点一求解电场强度的方法

[例1]（2025•湖北卷）（多选）如图所示，在xOy平面内有一以O点为中心的正

五边形，顶点到O点的距离为R,在正五边形的顶点上顺时针方向依次固定电

荷量为外2外3外4外5g的正点电荷，且电荷量为%的电荷在y轴正半轴上。

静电力常量为匕则。点处的电场强度（）

A.方向沿x轴负方向

B.方向与x轴负方向成18。夹角斜向下

C.大小为鬻（cos54o+cos18。）

D.大小为鬻（2cos54c+cos18。）

［听课记录］............................................................

［例2］（2025•湖南卷）（多选）一匀强电场的方向平行于xQy平面，平面内A点

和8点的位置如图所示。电荷量为+外一9和+2g的三个试探电荷先后分别置

于。点、4点和3点时，电势能均为品（品＞0）。下列说法正确的是（）

y

.......................:B（d^rd）

!4

a

I

i

q-d,o）；

A.OA中点的电势为零

B.电场的方向与x轴正方向成60。角

C.电场强度的大小为第

qd

D.电场强度的大小为呼

［听课记录］............................................................

规律方法：求解电场强度的几种方法

方法方法技巧应用示例

y

利用空间上对称分布的电荷形

r才

对称法成的电场具有对称性的特点，简X

化复杂电场的叠加计算问题

均匀带电圆环中心处的电场强

度为0

题设条件建立的模型是一个不

完整的模型A,需要补充条件建

立另一个容易求解的模型B,并

A犬飞

且模型A与模型B恰好组成一

补偿法

个完整的标准模型。于是求解模\/+B

++-+-*-

型A的问题就变为求解一个完

整的标准模型与模型B的差值问

题

将带电体分成许多可视为点电

荷的微元，由库仑定律求出微

均由小电四环电荷

元在某点产生的电场强度，再量为。，在P点产生

微元法电场强度

结合对称性与电场叠加原理求

出带电体在该点产生的电场强

度

利用三个点的电势，先确定其

中两点构成的等势线（或等势

面），进而找到垂直于等势线的

三点法方向（即匀强电场方向）；再结合

该方向上的电势差和距离，即

可通过£=?求出匀强电场的电

场强度大小

[针对训练1]（2024•北京卷）如图所示，两个等量异种点电荷分别位于两

点，P、。是连线上的两点，且MP=QN。下列说法正确的是（）

©_P-------Q_O

A.尸点电场强度比。点电场强度大

B.尸点电势与。点电势相等

C.若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，则P点电场强度大小也变为原来的

2倍

D.若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，则P、。两点间电势差不变

[针对训练2]（2024•河北卷）如图，真空中有两个电荷量均为q（q>0）的点电荷，

分别固定在正三角形的顶点以C。M为三角形的中心，沿4M的中

垂线对称放置一根与三角形共面的均匀带电细杆，电荷量为,已知正三角形

A5C的边长为〃，M点的电场强度为0,静电力常量为h顶点A处的电场强度

大小为（）

A

一

*■、

/,\

/®I

噂…一…J……-赳

A.当巴B.当（6+汽）

aLaL

C.当（36+1）D.当（3+通）

L

Q，a

电场中力和能的性质

[例3]（2025•云南卷）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。。、b、c、d四点分别位于电势为一2V、一IV、IV、2V的等势线

上，贝1（）

A.a、b、c、d中。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。点静电力做功为2eV

D.一个电子从。点移动到d点电势能增加了4eV

「听课记录1................................................................................................................

［例4］（2025•河南郑州•高考模拟）（多选）线段OB上存在静电场，OB上电场

强度随空间变化规律如图所示。线段上有一点4。、A、〃三点的电场强度大

小分别为瓦、0、与。将一带电荷量为+q的粒子从。点由静止释放，只在静电

力作用下运动，粒子到达B点时速度变为零。已知A、B两点距。点的距离分

别为以、XB,设A点电势为零。下列说法正确的是（）

A.与A〃间的电势差满足关系式=

B.粒子在运动过程中，最大动能为土£四川

C.XB=2XA

D.若将粒子从B点由静止释放，粒子将在B。间做往复运动

［听课记录］............................................................

规律方法:

1.电场强弱、电势高低、电势能大小的判断方法

物理量判断方法

①根据电场线的疏密判断

电场强弱

②根据公式E=码和电场强度叠加原理判断

①根据电场线的方向判断

电势高低②由以3=也我判断

q

③根据静电力做功（或电势能）判断

电势能大小①根据判断

②根据AEp=-W电，由静电力做功判断

③根据能量守恒定律判断

2.9-x图像

（1）从（p-x图像中可以直接判断各点电势的高低，进而确定电场强度的方向及试

探电荷电势能的变化。

（2）伊k图线切线的斜率大小表示沿x轴方向电场强度E的大小。

3.E-x图像以电场强度沿x轴方向为例：

（l）E>0表示电场强度沿x轴正方向，E<0表示电场强度沿x轴负方向。

⑵图线与工轴围成的“面积”表示电势差，“面积”大小表示电势差大小，两

点的电势高低需根据电场方向判定。

[针对训练1]（2025•甘肃卷）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、尸点在同一电场线上。下列说法正确的是（）

A.M点的电势比P点的低

B."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点运动到尸点，静电力做负功

[针对训练2]（2024•重庆卷）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“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M点时动能为L5eV,速度沿x轴正方向，若该电荷仅受静电力。

则其将（）

A.不能通过X3点

B.在力点两侧往复运动

C.能通过Xo点

D.在看点两侧往复运动

电容器电容

［例5］（2025•新课标卷）电容器的形状变化会导致其电容变化，这一性质可用

于设计键盘，简化原理图如图所示。键盘按键下的装置可视为平行板电容器，电

容器的极板面积为S、间距为d,电容C=*（"为常量）。按下键盘按键时，极板

间的距离变为按压前的;7倍；撤去按压，按键在弹力作用下复位。电容器充电

后：

键盘按键

⑴若按压按键不改变电容器所带的电荷量，则按压后极板间的电压变为按压前

的多少倍？

⑵若按压按键不改变电容器极板间的电压，则按压后极板间的电场强度大小变

为按压前的多少倍？

［听课记录］............................................................

规律方法：

1.掌握两个重要结论

（1）电容器与电路（或电源）相连，则两端电压取决于电路（或电源），稳定时相当于

断路，两端电压总等于与之并联的支路电压。

⑵充电后电容器与电路断开，电容器所带电荷量不变，此时若只改变两板间距

禺，则板间电场强度大小不变。

2.掌握两个公式

（1）电容定义式。

⑵平行板电容器电容的决定式。=品。

4nkd

［针对训练］（2025•江苏卷）如图所示，平行金属板与电源连接。一点电荷由a

点移动到力点的过程中，静电力做功为W。现将上、下两板分别向上、向下移

动，使两板间距离增大为原来的2倍，再将该电荷由。移动到方的过程中，静电

力做功为（）

w

A-TB.Wc.2WD.4W

带电粒子在电场中的运动

［例6］（2025•陕西西安・三模）一矩形ABCD以MN为边界对称分成左右两个

边长均为d的正方形，MN的中点为O,两正方形内均存在匀强电场，左侧正方

形内电场方向水平向左，右侧正方形内电场方向水平向右，两匀强电场的电场强

度大小相等。MN为一条等势线，其电势为例（知＞0）,AO和5c的电势均为零。

一质量为/〃、电荷量为一纵它0）的带电粒子从AM的中点垂直电场以某一速度射

入左侧电场，当粒子第二次经过MN边界时，恰好从N点离开，