静电场（1年汇编）-2027高考物理好题分类汇编解析版

考点01电场力的性质

1.(2026・河北・高考真题)河北雄安新区融合静电探测技术构建起“天空之网”，实现了对低空飞行器的全天

候实时监测。当飞行器靠近时，固定在地面上的静电探测器探头感应出了正电荷。在感应电荷产生的

静电场中。电场线()

A.是闭合曲线B.从感应正电荷出发C.在无电荷区域相交D.终止于感及正电荷

【答案】6

【详解】本题考查静电场电场线的基本性质，结合性质逐一判断选项：

A.感应电荷产生的静电场的电场线为非闭合曲线，故4错误：

B.静电场电场线起始于正之荷或无穷远，探测器探头感应出正电荷，因此电场线从感应正也荷出发，故

6正确；

C.电场中某点的场强方向唯一，因此无电荷区域电场线不可能相交，故C错误；

D.静电场电场线终止于负电荷或无穷远，正电荷是电场线的起点而非终点，故。错误。

故选石。

2.(2026・河南・高考真题)在x坐标轴上放置电荷量为QM和QN的两点电荷，其坐标分别为xM=-a,xN

=a.电荷量为g(q>0)的试探电荷沿i轴移动，所受静电力厂随。变化的图像如图所示。取c轴的

正向为F的正方向，则()

A.QQ0，QM>IQNIB.QV>0,|QJ<|QJ

c.QMVO,IQMAQNID.QMVO,IQMIVIQNI

【答案】4

【详解】由图像可知在0—3间存在一点，设坐标为g,试探电荷在此处受到的静电力为零，可知两点电

有带同种电荷，根据库仑定律有=kQw,

(a+xu)(a—x0)

由于(a+xo)2>(Q-R)2,故可得|QM>Qvl；

根据图像可知在i=0处时，试探电荷受到的静也力沿i轴的正向，根据前面分析由于|Q3>|QM,在I

=0处时，试探电荷到两点电荷间的距离相等，可知试探电荷在此处受到的静电力的合力方向与点电荷

QM对试探电荷的游电力的方向相同，故可知QM>0

故选4。

3.(2026•内蒙古辽宁•高考真题)某种微型“纳米光子电子加速器”利用激光照射周期性排列的纳米柱体时

产生的交变电场来加速电子束。电子束通过虚线框区域的极短时间内，电场可视为恒定的，电场线分布

如图所示，这段时间内（）

A.Q点的电场强度比b点的大B.电子沿直线从。点运动到b点时，动能减小

C.电子沿直线从b点运动到C点时，速度增大D.电子束的横截面大小和形状均不变

【答案】C

【详解-】4.电场线的疏密表示电场强度大小，电场线越密场强越大。图中6点电场线比。点更密，因此

b点场强大于a点，A错误。

B.电子带负电，所受电场力方向与电场方向相反。电子从a运动到b,位移方向向右，电场力与位移方

向相同，电场力做正功，根据动能定理，电子动能增大，6错误。

C,电子从b运动到c，位移向右，电场力仍向右，电场力依旧做正功，电子动能增大，速度增大，。正

确。

D.中轴线外的史子，所受立场力存在垂直也场中轴线的分力，会发生偏转，因此电子束的横微面积会改

变，形状发生改变，。错误。

故选C。

考点02电场能的性质

4.（2026・广东・高考真题）静电卜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（）

静电卡盘

双电极

晶片

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

咯案】B

【详解】4C.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，力。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3正确；

D.根据题意可知该电场不是匀强电1场，晶片与卡盘电极之间电场强度并不是处处相同，故。错误。

故选13。

5.（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（）

...........»

0

///J

\10V>//

\15V

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】6

【详解】力笈.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，故力错误，6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。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，。错误。

故选Z?。

6.（2026・四川•高考真题）如图所示，边长为/的绝缘菱形支架ERGH竖直放置，RG边固定于水平地面，

NEFG=60\E、G两点各固定一带电小球，两小球带等量异种电荷。点“、尸间固定一光滑绝缘直轨

道，另一带电小球q从H点沿轨道由静止下滑至F点。重力加速度大小为g、小球均可视为点电荷。则

小球q在运动过程中（）

A.某时刻所受支持力可能为零B.到达尸点时的速率为〃

C.电势能先增大后减小D.所受电场力的冲量为零

【答案】力

【详解】根据菱形几何性质和等量异种电荷的电场特点可知〃厂轨道电势处处相等，等量异种电荷中

垂线上电场方向平行于电荷连线EG,若电场力方向与重力垂直轨道的分力方向相反、大小相等，则支持

力N=0,这种情况是可能存在的,故A正确；

B.整个过程电场力不做功，只有重力做功，由几何关系得下落高度。=卓2

根据动能定理：mgh=-ymv2

解得v=飞瓜gl,故B错误；

C.HR是等势线，整个运动过程中小球电势不变，电势能不变，故。错误；

D.冲量是矢量，等量界种电荷中至线上电场方向始终不变，因此电场力方向始终不变，整个过才呈电场力

的总冲量不为零，故。错误。

故选Ao

7.（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，0〜4£。时间内，其速度

。随时间力的变化图像是如图所示的三条线段。力。时刻、1.51。时刻、3.5加时刻粒子所在位置分别为Q

点、b点、c点。下列说法正确的是（）

2fo3/o4/ot

A.b点的电势比a点的高B.b点的电场强度比Q点的大

C.粒子在a、c两点的电势能相等D.粒子在Q、C两点受到的电场力大小相等

【答案】。

【详解】？1.在（）〜2M）内，粒子做匀力。速运动，加速度的=白，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。点低,故A错误。

B.在0〜2M内加速度恒定，。点与b点电场强度大小相等，故卫错误。

C.在功时刻，速度％=与

在3.5%时刻，处于3%〜4M的匀减速阶段，加速度Q：产一整

速度稣=M）+的,0.5心）=3

则a、c两点动能相等，由能量守恒知电势能相等，故。正确。

D.设粒子质量为m,则a点电场力大小笈=7712•

c点电场力大小E=m粤，两者不相等，故。错误。

故选C。

8.（2026・山东・高考真题）（多选）融合新型功能材料的传感器在智能感知领域得到广泛应用。如图所示，

光滑、绝缘椭圆轨道竖直放置，长轴AC=2Q、短轴8。=2人力。与BD交于O点，8为最低点，力点处

内置可感知轨道压力的传感器。空间内充满平行轨道平面、斜向上的匀强电场（图中未画出）。质量为

小、电荷量为+q的小球置于A点时恰好静止，此时传感器示数等于mg,g为重力加速度的大小。下列

说法正确的是（）

压力传感器

A.电场强度的大小为理

(1

B.电场强度方向与04的夹角为45°

C.A、1两点间的电势差"B=—3+：)mg

D.若小球在6点的速度水平向右、大小为比，则到达。点时速度大小仍为.。

【春案】BCD

【详解】力8.作出小球在4点时的受力分析图如图1所示

图］_____________

由力的平衡条件结合几何关系有qE=。J(mgr+(mg)，=%/2mg

所以电场强度的大小E=空翌，且其方向与。4的夹角“满足tana=l,则a=45°,故力错误，B正

q

确；

C.分别作出幺、6两点在经过。点的电场线上的两等势点如图2所示

则由几何关系可知，4、8两点间沿电场方向的距离为d=°A'O+OB'=acos45°+bcos45°=

(a+6)cos450

所以力、B两点间的电势差为/8=—Ed=—(。+；加塔，故。正确；

D.小球所受支持力对其始终不做功，根据题意可知，小球所受电场力与重力的合力水平向右，RD连线

沿竖直方向，所以从6到。的过程，小球所受合外力做的总功为0,由动能定理可知其动能变化量为0,

故小球在6、。两点的速度大小均为叱,故。正确。

：故选BCD。

!考点03电容器带电粒子(体)在电场中的运动

a…一.…一.….….....

9.（2026・湖南・高考真题）如图，三个足够大的金属板力、夙C平行放置，Z?板到4c板的距离分别为义、

必，4Vd2。Q点到板的孔离相等，b点到8、。板的距离相等。A、。板均接地，8板带电。关于

Q、b两点的电场强度及、瓦和电势外、例，下列关系正确的是（）

Bt

d2•h

A.Ea>EbB.Ea<EbC.<pa>（PbD.（pa<（Pb

【答案:M

【详解】45.4、C板均接地，巳势为0,Z?板是等势体，因此间、国7间的电势差相等，都等于U=08

平行板内部为句强电场，电场强度满足后=乌，已知4V/,故氏〉E,,故4正确，B错误；

a

CD.0点到4板的距离为号，也势外=瓦•冬=§■•华=g

乙N（1>\乙N

，点到。板的距离为年，电势例=及♦告=学•毋=马

ZZf/.-j乙Z

因此生=06,故CD错误。

故选4。

10.（2026・四川♦高考真题）如图所示、金属薄板a、。b、c、°d完全相同，用长导线和开关耳、S2连接、。与

。b、c与。d平行且间距相等，S-S2均断开。a、。b带等量异种电荷，c、。d不带电。一质量为m、

带电量为q的微粒，静止在a、。6之间、忽略边缘效应。则（）

________/

S.

•q

bd

S2

A.S闭合、S2断开,微粒向下运动B.&断开、S2闭合,微粒向上运动

C.S「Sz同时闭合，微粒向下运动D.S，S2同时闭合,微粒保持静止

【答案】C

【详解】带电量为q的微粒，静止在a、。b之间，说明重力与电场力平衡，电场力向上。

/.S2断开，b的带电量保持不变，根据包容器极板电荷等量关系，。的带电量不变，因此。b间电场强度

不变，电场力仍等于重力，微粒保持静止，4错误；

B.同理可得，6错误；,

CD.&、S2同时闭合相当于曲、cd两个电容器并联，电荷均匀分布在两个电容器的极板上，就电容器:

带电量减小，板间场强减小，电场力小于重力，微粒向下运动，故。正确，。错误。:

故选。O

.............G

11.（2026・广东•高考真题）图（Q）为某梳齿状可变电容器截面图，上端为固定极板，下端为可上下运动的动

极板。将该电容器接入图（b）所示电路,探究其电荷量Q、极板电压U和电容。的变化。过程为:①当动

极板运动到最高处，开关S接.端，电源E向电容器充电;②充电结束后S接b端空置，动极板向下运

助；③当动极板运动到最低处，S接c端，电容器通过H放电。关于该过程，下列图像可能正确的是

（）

【答案】力

【详解】4B.由题意可知①过程为电容器充电过程，电容器两端也势差逐渐增大，根据Q=CU可知电

容器电荷量逐渐增大；②过程S接b端，则电容器。不变，动极板向下运动，d增大，根据。=舁7=

4成d

节可如。增大，。减小；③过程为放电过程，动极板在最低处电容为更小的恒定值，故对应Q-U图线

为过原点、斜率更小的直线，4正确，0错误；

CD.通过前面的分析可知①过程的也容C大于③过程的电容。，②过程中Q不变，因为。=等，所以

U与。成反比，图像为双曲线的一支，故CD均错误。

我选人。

12.（2026.浙江.高考真题）手机电容式触摸屏的核心部件可简叱为平行板电容器。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0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。点的电势等于下表面。点的电势

D.若电子在£点释放，仅受静电力作用将沿电场线而运动

【答案】C

【详解】力.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，4点的电1场强度小于

3点的电场强度，故4错误；

氏顺着电场线电券逐渐降低，由图可知A点电势低于E点电势，根据E}=-e(p可知将一电子从A点移

♦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。点的电

势，故C正确；

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

故选C。

13.(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，。、M、N三点处于同一竖直面内，

将一质量为0.1kg、电荷量为10X10-6。的带万电的小球(视为质点)从。点抛出，小球is后到达。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，重力加

速度g取10m/s2,设电场强度大小为E,O、N两点的电势分别为例和外,则()

M,

55

A.E=6.7xl()Wm,(po>(j)NB.E=6.7xl()Wm,(po<(pN

55

C.E=5.0x10V/m,(po>(pND.E=5.0x10Wm,(po<(pN

【答案】C

【详解】根据题意0~1s水平位移为0,可得Mkr+O.5Q1=0

竖直位移为3m,可得vyO+O.^ay=3

0~2s水平位移为3m,可得2d)①+2QC=3

竖直位移为0,可得2”/0+2QU=0

解得a。=3m/s2,ay=-6m/s2

对小球受力分析有&=必，k=-g+迫

mm

代入数据得&=3.0x105Wrn,Ey=4.0x105Wm

故电场强度大小E=J&+E；=5.0xIO；'V/m.

电场方向斜向上偏N侧，&>0表明沿I轴正方向电势降低，故卬。><pN。

故选C。

.............G

14.（2026•山西陕西・高考真题）飞行时间质谱仪可用于创新药物研发等领域，其简化工作原理如图。开关

S闭合，在真空室内，电容器极板间加速电压为U,两极板中央开有小孔，。为接收端，8。间为无场

漂移区域。有一质量为恒、电荷量为q（q>0）的带电大分子（不计重力），自漂入（忽略初速度）4极板小

孔起，经加速区域和漂移区域到达。端结束，时间探测器显示整个过程时间为t,则（）

真

空

室

A.保持S闭合，仅&变大，匕变长

m

B.保持S闭合，仅。增大，1变长

C.保持S闭合，4。位置不变，仅6极板向右移动，1变长

D.将S断开，力。位置不变,仅B极板向右移动“变长

【答案】。

【详解】4.根据题意，设？1、8距离为d,8、C距离为s,且d+s=L,在力、6间有华=?naqU=

d

■ymv2,v—at\

解得a=器'°=/^'力=d侑

在B、C间有『号=

则整个过程时间口-3d懵+s唇=侬+5）序=（d+L）信

保持s闭合,0不变，仅变大变短，故”错误；

B.结合4分析可知，保持S区合，仅U增大，£变短，故B错误;

C.结合A分析可知，保持S闭合，U不变，AC位置不变，仪B极板向右移动，则d增大，s减小，力不

变，£变长，故C正确；

D.将S断开，极板上电荷量Q不变，位置不变，仅6极板向右移动，力、6间电场强度后=乌=

a

必=，叱’不变，则加速度不变，则有v2=2ad,ti=—=—,t=—

CdeS2Lv2v

2

财整个过程时间t=t|+'2=空=畿=盍（&+%）

由于d增大且小于L,s减小，£不变，根据数学知识可知，当d=L时，（&+%）有最小值，故随着d

增大，(J3+%)减小，总时间力减小，。错误。

故选C。

15.(2026・上海・高考真题)(1)粒子发射器的带电粒子平行于平行板进入平行板电容器，电容器与电源E,定

值电阻A串联组成闭合电路；已知电路稳定时.，电容器的两端电压为U,两板间距为d。蛆电容器两板间

的电场强度

(2)实验中观测到带电粒子射到b点右侧，若要使带电粒子通过电容后落在b点，下列操作可行的是

C将电容器向上移动D.将电容器向下移动

E.将电容器右极板向左移动F.将电容器右极板向右移动

⑶带电粒子刚进入电容器的时刻为力，刚离开电容器的时刻为内比较为、力2时刻该粒子的电势能即与

EP2的大小关系以及t｛、与时刻该粒子所处位置的电势6与8的高低关系。

【答案】①.七=与②.CE③.EQE"④.S

a

【详解】

(1)[1]勺强电场中电场强度与赴压关系为石=工

a

(2)[2]粒子的轨迹如图所示

粒子在电容器间做类平抛运动，沿平行极板方向乙=V(yt

垂直板板方向qE=ma,%=Q£,x=^-at2

出电容器时tan/?=—

%

其中3=Vy

r.一〜qUU,cqUL

联工，可得i=------,tan。=------

27nd说mdvo

出电容器后，粒子做匀速直线运动，由几何关系可知I芯=1+Htan。

AB,电路断路，电容电压总等于电动势，所以改变电阻R的阻值无影响，故AB错误；

CD.上下移动电容器，经过电容器的水平偏移量I不变，偏转角0不变，欲使总偏移量式总变大，要让H

变大，所以要上移，故。正确，。错误：

EF.当左移时d变小，水平偏移量①与偏转角0均变大，所以总偏移量出总变大；同理，当右移时d变大，

总偏移量土总变小，故E正确，■错误。

故选CE。

(3)［3］粒子进入电场后，电场力做正功，电势能减小，即EP}>En

［4］电容器左极板接电源正极，电场方向向右，沿着电场线的方向电势降低，所以独<的

16.(2026・贵州・高考真题)在竖直平面内，一带电荷量为g(q>0)的小球在重力作用下从P点由静止开始F

落，运动过程中始终受到与运动方向相反的空气阻力作用，其大小/与速率。满足/=E(k为常量)。小

球第一次经过。点正下方的M点时达到最大速率。口,此时，施加竖直向上的恒定匀强电场，小球做变速

运动。经过一段时间后，小球在M点正上方的N点再次达到最大速率。0,此后匀速上升。已知小球速率

从第一次狗到再次达到研)的过程中，克服空气阻力做功为叱，重力加速度大小为g。求：

(1)小球的质量利电场强度大小；

(2)小球的最大加速度大小；

(3)施加电场后，M、N两点间的电势差。

【答案】(1)馆=包，后=也

gq

(2)aniax=2g

⑶J

q

【解析】

【小问1详解】

小球第一次达到最大速率比时，受力平衡，根据平衡条件有mg=k为

解得小球的质量为加=包

9

小球再次到达最大速率小时，受力平衡，小球到达“点上方N点，速度方向竖直向上，则空气阻力竖直

向下，根据力的平衡条件有mg+Mo=qE

解得电场强度大小为E=2皿

q

【小问2详解】

对小球从尸点运动到M点的过程，由牛顿第二定律有mg—kv=nia.

可知小球做加速度减小的加速运动，从Al点运动到最低点的过程，由牛顿第二定律有亚+刖-mg=

mxi

可知小球做加速度减小的减速运动，小球从最低点运动到N点的过程，由牛顿第二定律有［七一浜/一折

=ma

可知小球做加速度减小的加速运动，小球从岸止释放时加速度为g,小球运动到M点加恒定匀强电场时

有gE+kv()—mg=ma,,^

解得Gnax=2g>g

则小球的最大加速度大小为2g。

【小问3详解】

对小球从M点运动到N点的过程，由动能定理有qUMN-mgh一出=0

其中5=Eh

联立解得M、N两点间的电势差为“=—

q

17.（2026.河南.高考真题）反射式S行时间质谱仪是通过测量离子在真空中的8行时间来对其进行质量分

析的仪器。原理如图所示，离子源O产生不同种类、初速度为零的正离子，离子经匀强电场加速后从A

点射出，进入无场区做直线运动,然后从8点进入匀强反射电场，最后从反射电场射出。已知A、6间

的距离为S。；加速电场和反射电场两极板间的电压分别为U.和间距分别为4和d2；反射电

场方向与41?的夹角为九不计离子重力。

⑴证明从离子源O产生的正离子都能从同一点射出反射电场；

（2）测得两种离子从。到射出反射电场所用时间之比卫=高，求其比荷之比国。

12J做

【答案】（1）设离子电荷量为q、质量为7冷,经加速电场加速后速度为明由动能定理有qUi=gmv'2

离子进入反射电场，沿电场方向分速度V//=vcosO

加速度大小Q=-^牛

离子在反射电场中垂直电场方向分速度=vs\n0

反射电场往返时间益=誓=制竺

与离子比荷无关，结合沿电场方向最大位移与比荷无关，可得出所有正离子均从同一点射出反射电场。

⑵？

【解析】

【小问1详解】

2

设离子电荷量为q、质量为772,经加速电场加速后速度为小由动能定理有qU}=-^-mv；

乙I

离子进入反射电场，沿电场方向分速度=vcosO

加速度大小。：

___________由

离子在反射电场中垂直电场方向分速度Oj.=&sin。

由于则粒子在反射电场往返时间益=冬也2d,cos，

a~u2

4Udsm0cos0

可得垂直电场方向位移0==}2

.

与离子比荷无关，结合沿电场方向最大位移与比荷无关，可得出所有正离子均从同一点射出反射电场。

【小问2详解】

在加速电场中，根据位移时间关系&=春Q俏

其中优=当~

TTVCl}

可得加速电场中运动时间tl=再^

Vq5

无场区运动时间电=包=SoJ号

VV2的

离子从O到射出反射电场所用时间t=+力2+力3=+So.u-----F

18.（2026・广东・高考真题）如图（Q）所示，两竖直放置且足够大的平行金属板M、N,两板间值为d,在两板

正中间竖直平面内固定有一水平绝缘横杆，一质量为加、电荷量为q的小球通过两根等长且不可伸长的

绝缘轻绳悬挂于横杆下方，小球与横杆的距离为d,两绳的夹角为直角，如图（6）,接通电源，使板间电压

由0开始缓慢增大，小球缓慢向N靠近，在此过程中每个时刻小球都受力平衡，当小球接触N的瞬间，电

有量变为-q，板间电压停止增大并在此后保持恒定，在此恒定电压下，小球每次与河或N接触后瞬间，

速度均减为0,带电荷量变化满足“电性反转、大小不变”，从而在两板间