2022届高三物理一轮复习 微专题15 静电场基本性质（全国通用）

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微专题15 静电场基本性质
解决目标及考点：
1. 库仑力与库伦定律
2. 静电场中主要的概念。如：电势、电势能、电势差、场强等基本性质
3. 带电粒子的轨迹题型

例1　图中实线为一簇未标明方向的电场线，虚线为一带电粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，A、B是轨迹上的两点。下列说法正确的是（　　）
A． A点的电势一定比B点低
B． A点的电场强度比B点小
C． 带电粒子在A点的动能比B点大
D． 带电粒子在A点的电势能比B点高
【答案】C
【解析】电势是随着电场线方向降低，但是电场线的方向在此无法判断；电场强度可以看密集程度，所以A的场强比较大，B错；通过运动轨迹可知，带电粒子受力是向右边，若粒子从A运动到B点，则电场力是负功的，根据动能定理、电势能与功的关系可知，动能减小，电势能增大，若从B运动到A点，则电场力做正功，动能增加，电势能减小，综上，A的动能大，电势能小。故选C

一、库伦定律
1．内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。电荷间的这种相互作用力叫静电力或库仑力。
2．表达式：F＝k，其中k＝9.0×109 N·m2/C2，叫做静电力常量。
3.方向：沿连线方向，且同种电荷相斥，异种电荷相吸
（需要注意的是库仑力使用对象是两个质点之间的力，当两者的距离小到无法忽略物体自身尺寸时，库仑力不再适用）
4. 静电力叠加两个或两个以上点电荷对某一个点电荷的作用力等于各点电荷单独对这个电荷的静电力的矢量和。
二、场的基本性质
1、场强
（1）场强E是用来表述电场中某位置的电场强度。所以与有无电荷、与电荷量都无关，但是可以通过定义式E=F/q来计算，对于点电荷产生电场的场强，其决定式E=kQ/r2.
（2）因为电场是不可见的物质，所以我们用“电场线”这个模型来辅助研究，那么电场的方向就由线的箭头描述，这个方向与正电荷的受力方向相同，与负电荷的受力方向相反。
（3）电场的强弱还可以通过电场线的疏密程度来判断，越密集，场强越强，反之则反。
（4）无论是静电力（库仑力）还是场强，它们都是矢量，都遵循矢量的叠加原理。
2、电势、电势差、电势能
2.1电势的特点
(1)电势的相对性：某点电势的大小是相对于零电势而言的，零电势选择的位置不同，则该点的电势就不同，零电势的选择是任意的，但通常选择地面和无穷远处为零电势点。
(2)电势的固有性：电场中某点的电势大小是由电场本身的条件决定的，与在该点是否放有电荷和所放电荷的电性无关。
(3)电势的标量性：电场中各点的电势可以是正值，也可以是负值，正负只表示相对于零电势点电势的高低，不表示方向。
理解：电势描述的是电场中某点的位置的“高低”，相当于在重力场中某点的高度，所以与这个“位置”是否有东西无关，这个“高低”与选定的位置有“高低之分”，在“上面”则为正电势，“下面”则为负电势，正的比负的要“高”。
2.2电势高低的判断方法
根据电场线判定：沿电场线的方向电势逐渐降低。
2.3电势差
（1）电势差反映了电场的能的性质，与带电粒子无关。
（2）电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示两点电势的高低，且UAB＝－UBA，与零电势点选择无关。
（3）由UAB＝可以看出，UAB在数值上等于单位正电荷由A点移到B点时电场力所做的功WAB。
（4）电场中两点间的电势差与电势零点的选取无关。
（5）电势差与高度差有很多相似之处，学习中可类比理解。
2.4电势能
（1）概念：电荷在电场中的势能，可用Ep表示。
（2）大小：电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。
（3）电势能的数值大小与零势能点的选取有关，通常把无限远处或大地表面上的电势能规定为零。
（4）电势能变化的判断方法：分析电场力做功情况即可，正功则电势能降低，负功则电势能增加。

考点：库仑力叠加
【例题1】如图所示，三个完全相同的金属小球a、b、c位于等边三角形的三个顶点上。a和c带正电，b带负电，a所带电荷量的大小比b的小。已知c受到a和b的静电力的合力可用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是（　　）
A．F1　 B．F2　
C．F3　 D．F4
【答案】B　
【解析】由题意知c受a的斥力F斥，受b的吸引力F引，若F斥＝F引，则两力的合力水平向右，由于F引＞F斥，则c球受电场力的合力应为F2，B正确。
考点： 库仑力的计算
【例题2】三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径。球1的带电量为q，球2的带电量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F。现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时球1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变。由此可知（　　）
A．n＝3 　B．n＝4 　C．n＝5 　D．n＝6
【答案】D
【解析】设球1、2间的距离为R，则F＝k，球3与球2接触后，它们的带电量均为；球3与球1接触后，它们的带电量均为，则F＝k。联立两式解得n＝6，D正确。
考点：粒子在电场中运动的轨迹
【例题3】如图所示，虚线代表某一电场中的等势面，相邻等势面之间的电势差相等，实线为一带正电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹。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，电势能分别为EpM、EPN，速度大小分别为vM、vN，下列判断正确的是（　　）
A． φM＜φN B．aM＜aN
C．EpM＜EpN D．vM＜vN
【答案】D
【解析】题中是等势面，先作出M、N点处的电场线的情况（垂直于M点虚线，并垂直于下面两条虚线，是一条弯曲的电场线，同理可得到N的电场线），由题知等势面的电势差相等，根据E=U/d可知，M处的场强比较大，∴受力和加速度也是M处的比较大。即B错误。根据轨迹可知受力向下，若是从M到N的，则电场力做正功，电势能就减小，动能增加；若从N到M，电场力做负功，电势能就增加，动能减小，∴M的电势能比较大，速度比较小，C错误D正确。从电场线的方向角度判断电势高低是无法判断的，原因是无法判断电场线的方向是上还是下，但是可以通过定义来判断，Φ=Ep/q，对于正电荷来说，电势能越高，其电势就越大，所以M的电势比较大。A错误

技巧1，快速比较法
比较电势。看电场线，沿着电场线的方向，电势逐渐降低。与正负电荷无关。
比较场强。看电场线的密集程度，越密集，场强越强。与正负电荷无关。
比较加速度、受力。看场强，电场越强，（同一个粒子）受到电场力越大，其加速度也大。与正负电荷无关。
比较速度、动能、电势能。看电场力做功情况，做正功就动能增加，速度增加，电势能减小。负功则动能减小，速度减小，电势能增加。与正负电荷有关
技巧2，看
受力方向——看轨迹。轨迹开口朝哪，受力就朝该方向，再结合电场线的切线方向即可判断受力具体方向。
电势大小——看电场线的箭头，沿着箭头方向降低；对于正电荷，电势能越高，电势就越高；对于负电荷，电势能越高，电势就越低。
场强大小——看电场线的密集程度。

1.[多选]如图所示，半径相同的两个金属小球A、B，其电荷量大小分别为2q、q，相隔一定距离，两球之间相互作用力为F。现让两球相碰后再放回原处，此时A、B两球之间的相互作用力大小可能为（　　）
A．F B． F C．F D． F
2.如图所示，在光滑绝缘的水平面上沿一直线等距离排列着三个小球A、B、C，三个小球的质量均为m，A与B、B与C相距均为L(L比球半径r大得多)。若小球均带电，且qA＝＋10q，qB＝＋q，为保证三球间距离不发生变化，将一水平恒力F作用于C球，使三者一起向右做匀加速直线运动，求：
(1)F的大小；
(2)C球的电性及电荷量。
电势差
3．(多选)一带正电的粒子仅在电场力作用下从 A 点经 B、C 点运动到 D 点，其 v-t 图象如图所示，则下列说法中正确的是（　　）
A．A 点的电场强度一定大于 B 点的电场强度
B．粒子在 A 点的电势能一定大于在 B 点的电势能
C．C、D 间各点电场强度和电势都为零
D．A、B 两点间的电势差大于 C、B 两点间的电势差
4．(多选)如图所示，在 a 点由静止释放一个质量为 m，电荷量为 q 的带电粒子，粒子到达 b点时速度恰好为零，设 ab 所在的电场线竖直向下，a、b 间的高度差为 h，则（　　）
A．带电粒子带负电
B．a、b 两点间的电势差 Uab＝mgh /q
C．b 点场强大于 a 点场强
D．a 点场强大于 b 点场强
电势与电势能练习（单选）
5．在静电场中，下列有关电势能、电势判断正确的是（　　）
A．电势能、电势都是仅由电场本身因素决定，与处于电场中的电荷无关
B．电势高的地方，电荷的电势能一定大
C．电势能是标量，电势是矢量
D．某点电势的大小等于单位电荷在该点与在参考点的电势能差的大小
6．如图所示，在电场中有 M、N 两点，则（　　）
A．M 点的电势比 N 点的电势高
B．M 点的电场强度比 N 点的电场强度大
C．正电荷在 M 点的电势能比在 N 点的电势能大
D．负电荷从 M 点运动到 N 点，电场力不做功
7．将一正电荷从无穷远处移入电场中 M 点，电势能减少了 8.0×10-9J，若将另一等量的负
电荷从无穷远处移入电场中的 N 点，电势能增加了 9.0×10-9 J，则下列判断中正确的是（　　）
A．φM＜φN＜0 B．φN＞φM＞0
C．φN＜φM＜0 D．φM＞φN＞0
8．如图所示，实线表示一簇关于 x 轴对称的等势面，在轴上有 A、B 两点，则（　　）
A．A 点场强小于 B 点场强
B．A 点场强方向指向 x 轴负方向
C．A 点场强大于 B 点场强
D．A 点电势高于 B 点电势
9．如图所示，虚线 AB 和 CD 分别为椭圆的长轴和短轴，相交于 O 点，两个等量异种点电 荷分别处于椭圆的两个焦点 M、N 上，下列说法中正确的是（　　）
A．A、B 两处电势、场强均相同
B．C、D 两处电势、场强均相同
C．在虚线 AB 上 O 点的场强最大
D．带正电的试探电荷在 O 处的电势能小于在 B 处的电势能
电势差与电场强度的关系
一 夯实基础
10．(多选)如图所示， 在电场中任取一条电场线， a、b 两点相距为 d， 则（　　）
A．a 点的场强一定大于 b 点的场强
B．a 点的电势一定高于 b 点的电势
C．a、b 两点的电势差一定等于 Ed(E 为 a 点场强)
D．a、b 两点的电势差在数值上等于单位正电荷由 a 沿任意路径移到 b 点电场力所做的功
11.如图所示，a、b、c 为电场中同一条水平方向电场线上的三点， c 为 ab 的中点，a、b 电势分别为 φa＝5 V、φb＝3 V．下列叙述正确的是（　　）
A．该电场在 c 点处的电势一定为 4 V
B．a 点处的场强 Ea 一定大于 b 点处的场强 Eb
C．一正电荷从 c 点运动到 b 点电势能一定减少
D．一正电荷运动到 c 点时受到的静电力由 c 指向 a
12.某静电场的电场线与 x 轴平行，电势 φ 随 x 坐标变化的关系图象如图所示．已知电场中 P、 Q 两点的 x 坐标分别为 1 m、4 m．将一带负电的粒子(重力不计)从坐标原点 O 由静止释放，则 （　　）
A．粒子在 P 点的动能等于在 Q 点的动能
B．粒子在 P 点的动能大于在 Q 点的动能
C．粒子在 P 点的电势能小于在 Q 点的电势能
D．粒子在 P 点的电势能大于在 Q 点的电势能
13.如图所示是某电场中的三条电场线，C 点是 A、B 连线的中点．已知 A 点的电势是 φA＝30 V，B 点的电势 φB＝－20 V，则下列说法正确的是（　　）
A．C 点的电势 φC＝5 V
B．C 点的电势 φC＞5 V
C．C 点的电势 φC＜5 V
D．负电荷在 A 点的电势能大于在 B 点的电势能
14.(多选)如图所示，A 和 B 为两等量异种电荷，A 带正电，B 带负电．在 A、B 的连线上有 a、 b、c 三点，其中 b 为连线的中点，a、c 两点与 b 点等距，则（　　）
A．a 点与 c 点的电场强度相同
B．a 点与 c 点的电势相同
C．a、b 间的电势差与 b、c 间的电势差相同
D．过 b 点做 A、B 连线的垂线，点电荷 q 沿此垂线方向移动，电荷的电势能保持不变
15.(多选)如图所示，A、B 两板间电压为 600 V，A 板带正电并接地，A、B 两板间距离为 12 cm，C 点离 A 板 4 cm，下列说法正确的是（　　）
A．E＝2 000 V/m，φC＝200 V
B．E＝5 000 V/m，φC＝－200 V
C．电子在 C 点具有的电势能为－200 eV
D．电子在 C 点具有的电势能为 200 eV

16．如图所示为示波管内的聚焦电场，图中实线为电场线，虚线为等势线，a、b、c 为静电场中的三点，b、c 在同一条直线的电场线上，则下列说法正确的是（　　）
A．a、b、c 三点中，c 点电势最高
B．a、b、c 三点中，a 点场强最大
C．正电荷在 b 点的电势能大于在 c 点的电势能
D．负电荷在 b 点由静止释放，仅在电场力的作用下能沿直线由 b 点运动到 c
17．如图所示，实线为一正点电荷的电场线，虚线为其等势面．A、B 是同一等势面上的两点， C 为另一等势面上的一点，下列判断正确的是（　　）
A．A 点场强与 B 点场强相同
B．C 点电势高于 B 点电势
C．将电子从 A 点沿虚线移到 B 点，电场力不做功
D．将质子从 A 点移到 C 点，其电势能增加
18.(多选)空间中某一静电场的电势 φ 在 x 轴上的分布情况如图所示，其中 x0－x1＝x2－x0.下 列说法中正确的是（　　）
A．空间中各点的场强方向均与 x 轴垂直
B．电荷在 x1处和 x2 处受到的电场力相同
C．正电荷沿 x 轴从 x1处移到 x2 处的过程中，电势能减小
D．负电荷沿 x 轴从 x1处移到 x2处的过程中，电场力先做负功后做正功

19．(2019·武威市凉州区模拟)对于电场中 A、B 两点，下列说法正确的是（　　）
A．电势差的定义式 UAB＝WAB / q ，说明两点间的电势差 UAB 与电场力做功 WAB 成正比，与移动电荷的电量 q 成反比
B．A、B 两点间的电势差等于将正电荷从 A 点移到 B 点电场力所做的功
C．将 1 C 电荷从 A 点移到 B 点，电场力做 1 J 的功，这两点间的电势差为 1 V
D．电荷由 A 点移到 B 点的过程中，除受电场力外，还受其它力的作用，电荷电势能的变化就不再等于电场力所做的功
120．(2019·平顶山市期中)如图所示，将带电粒子(不计重力)从电场中某直电场线上的 A 点无初速地释放，则下列说法正确的是（　　）
A．带电粒子在电场中一定做加速直线运动
B．带电粒子一定向电势低的方向运动
C．带电粒子可能做曲线运动
D．带电粒子的电势能可能逐渐增大
21．(多选)(2017·全国卷Ⅲ)一匀强电场的方向平行于 xOy 平面，平面内 a、b、c 三点的位置如图所示，三点的电势分别为 10 V、17 V、26 V．下列说法正确的是（　　）
A．电场强度的大小为 2.5 V/cm
B．坐标原点处的电势为 1 V
C．电子在 a 点的电势能比在 b 点的低 7 eV
D．电子从 b 点运动到 c 点，电场力做功为 9 eV
22．(多选)(2017·江苏高考)在 x 轴上有两个点电荷 q1、q2，其静电场的电势 φ 在 x 轴上分布如图所示．下列说法正确有（　　）
A．q1 和 q2 带有异种电荷
B．x1 处的电场强度为零
C．负电荷从 x1 移到 x2，电势能减小
D．负电荷从 x1 移到 x2，受到的电场力增大
参考答案

1.【答案】AC　
【解析】两球相碰之前的库仑力F＝k＝2k，若两球带同种电荷，则相碰后所带电荷量均为q，它们之间的库仑力F′＝k＝k＝F；若两球带异种电荷，则相碰后所带电荷量大小均为＝q，它们之间的库仑力为F ″＝k＝k＝F，A、C正确
2.【解析】因A、B带同种电荷，A球受到B球的库仑力向左，要使A向右匀加速直线运动，则A球必须受到C球施加的向右的库仑力，故C球带负电。设加速度为a，由牛顿第二定律有：对A、B、C三球整体，F＝3ma；对A球，k－k＝ma；
对B球，k＋k＝ma，解得qC＝q，F＝
答案：(1) (2)C球带负电，qC＝q
3.【答案】AB
【解析】A、由运动的速度--时间图象可看出，带正电的粒子的加速度在A点时较大，有牛顿第二定律得知在A点的电场力大，故A点的电场强度一定大于B点的电场强度，故A正确；
B、由A到B的过程中，速度越来越大，说明是电场力做正功，电势能转化为动能，由功能关系可知，此过程中电势能减少，正电荷在A点是电势能大于在B时的电势能，所以A点的电势能高于B点的电势能，故B正确．
C、从C到D，粒子速度一直不变，故电场力做功为零，可知CD间各点电场强度为零，但电势不一定为零，故C错误；
D、A、C两点的速度相等，故粒子的动能相同，因此从A到B和从B到C电场力做功的绝对值相同，AB两点间的电势差等于CB两点间的电势差，故D错误．
4.【答案】ABC
【解析】A、在a点由静止释放粒子，到达b点时速度恰好为零，可知粒子所受电场力与重力方向相反，也与电场线方向相反，故粒子带负电，故A正确；B、由于粒子在a点由静止，到达b点也静止，故W电=WG=mgh=qUab，故Uab=mgh/q，故B正确；
C、从a到b先加速后减速，故电场力开始时小于重力，后来电场力大于重力，电场力逐渐变大，故b点场强大于a点场强，故C正确，D错误．
5.【答案】D
【解析】电势与电场自身决定，电势能与电场和电荷有关，A错；对于正电荷，电势高的地方，势能越大，但对于负电荷，电势高的地方，其电势能越小，B错；电势能和电势都是标量，C错；根据电势的定义式φ=EpqEpq知，某点电势的大小等于单位电荷在该点的电势能大小，而电势能大小等于电荷在该点与在参考点的电势能差的大小，故D正确．
6.【答案】B
【解析】A、根据沿着电场线方向电du势降低，可知zhiM点的电势比N点的电势低，dao故A错误．
B、电场zhuan线密的地方电场的shu强度大，电场线疏的地方电场的强度小，所以M点的电场强度比N点的电场强度大．故B正确．
C、根据电势能公式EP=qφ知正电荷在电势高处电势能大，则知正电荷在M点的电势能比在N点的电势能小，故C错误．
D、M点的电势比N点的电势低，根据电势能公式EP=qφ知负电荷在电势高处电势能小，则知负电荷从M点运动到N点，电势能增大，电场力做负功，故D错误．
7.【答案】C
【解析】正电荷从无穷处移向电du场中M点，电势zhi能减小8.0×10-9 J，电场dao力做正功为8.0×10-9J，则zhuanM点的电shu势低于无穷远的电势，即φM＜0．
负电荷从从无穷远移入电场中的N点，电场力做负功为9.0×10-9J，电势能增加，则N点的电势低于无穷远的电势，即φN＜0．由于两电荷电量相等，根据U=W/q知，从无穷远移入电场中的N点，电场力做功较大，N点与无穷远间的电势差较大，则N点的电势低于M点的电势，即得到φN＜φM＜0．
8.【答案】D
【解析】A、C、等差等势面的疏密程度表示电du场强度的大小，由于0.4V与0.1V两个等势面间电势差大于0.6V与0.4V两个等势面间电势差，U=Ed，B点电场强度较大，故A错误，C错误；
B、电场线与等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面，故A点场强方向指向x轴正方向，故B错误；
D、电场线与等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面，故电场线沿着x轴正方向；沿着电场线电势逐渐降低，故A点电势高于B点电势；故D正确；
9.【答案】B
【解析】根据等量异种电荷du电场线和等势面分布特点，可以比较对称点A与B，C与D电势、场强关系及O、B电势高低；根据电场线疏密可知，在M、N之间O点场强最小；利用 知负电荷在电势高处电势能小，可比较负电荷在O、B电势能大小。由于沿着电场线方向电势降低，结合等量异种电荷电场线、等势面分布对称性特点可知，A、B场强相同，A点电势高于B点电势，故A选项错误；根据等量异种电荷电场线、等势面分布对称性，C、D两处电势、场强均相同．故B正确；根据电场线疏密表示场强的大小可知，在AB之间，O点场强最小．故C选项错误，O点电势高于B点电势，由正电荷在O处电势能大于在B处电热能，故D选项不正确。利用电场线、等势面分布对称性的特点，再根据电场线方向判断电势高低，电场线的疏密判断场强的大小。
10.【答案】BD
【解析】
A、一条电场线无法判断场强的疏密，A错误；
B、沿着电场线的方向电势逐渐降低，B正确；
C、只有在匀强电场中a、b两点间的电势差等于Ed，C错误；
D、a、b两点间的电势差等于单位正电荷由a点沿任意路径移到b点的过程中静电力所做的功，D正确；
11.【答案】C
【解析】A、当该电场是匀强电场时，du由于沿电场方向相同距离电势差相等，则场在c点处的电势一定为4V．当该电场不是匀强电场时，在c点处的电势不一定为4V．故A错误．
B、一条电场线无法比较电场线的疏密，就无法比较场强的大小，则a点处的场强Ea不一定大于b点处的场强Eb．故B错误．
C、根顺着电场线方向电势降低，可知c点的电势高于b点的电势，根据正电荷在电势高处电势能大可知，正电荷在c点的电势能一定大于在b点电势能．故C正确．
D、由题可判断电场线方向从a指向b，正电荷运动到c点时受到的电场力由c指向b．故D错误．
12.【答案】A
【解析】动能的变化等于合外力做功，UOP=UOQ，所以W=qU是相等的，所以动能相等。A对
电势能等于电荷乘以电势，所以也相等。
13.【答案】C
【解析】由图看出，AC段电场线比BC段电场线密，AC段场强较大，
根据公式U=Ed可知，A、C间电势差UAC大于B、C间电势差UCB，即φA-φC＞φC-φB，得到φC＜（ΦA+ΦB）/2=5V．所以选项C正确．
14.【答案】AD
【解析】
A、A、B为两等bai量异号电荷du，产生的电场zhi关于AB连线的中垂线对称dao，可知a点与zhuanc点的电场强度相同．故A正确．
B、电场线方向shu从A到B，顺着电场线，电势降低，则a点电势高于c点的电势．故B错误．
C、由于AB产生的电场关于AB连线的中垂线左右对称，又ab=bc，根据U=Ed可定性分析得出a、b间电势差等于b、c间电势差．故C错误．
D、A、B连线的中垂线是一条等势线，点电荷q沿A、B连线的中垂线移动时，电场力不做功．故D正确．
15.【答案】BD
【解析】由E=U/d可得：E=600/0.12=5000V/m；
C点电势等于CA两点的电势差，UCA=Ed1=5000×0.04=200V，因A带正电且电势为零，故C点电势小于A，故φC=-200V，A错误，B正确；电子在C点的电势能=φC×-e=200ev；CB间的电势差UCB=-200V-（-600V）=400V，故电场力做功W=UCBq=-400eV，故D正确，C错误。

16.【答案】BC
【解析】沿着电场线电势降低，C点最小，b点电势最高，正电荷在此其电势能最高；疏密程度可知a的最强；负电荷在b点受力向右，所以仅在电场力的作用下初速度为0的情况下不可能直线运动到c。
17.【答案】C
【解析】A：AB两点的场强的方向不同，故A错误；
B：沿电场线的方向电势降落，所以B点的等势面的电势高于C点的等势面的电势．故B错误；
C：A、B是同一等势面上的两点，它们之间的电势差为0，所以将电子从A点移到B点，电场力不做功．故C正确；
D：沿电场线的方向电势降落，所以A点的等势面的电势高于C点的等势面的电势，将质子从A点移到C点，电场力做正功，其电势能减小．故D错误．
18.【答案】BC
【解析】A，由图可知，沿x轴方向电场的电势降低，说明沿x方向电场强度的分量不为0，所以空间中各点的场强方向均不与x轴垂直．故A错误；
B、由图可知，沿x方向电势φ均匀减小，又有电势与电势差的关系U=φ1-φ2，可得u=E△x，满足电势差与电场强度的关系，即电场为匀强电场，电场力F=qE，所以电荷在x1处和x2处受到的电场力相同．故B正确；
C、由图可知，沿x方向电势φ均匀减小，所以正电荷沿x轴从x1处移到x2处的过程中，电势能减小．故C正确；
D、由图可知，沿x方向电势φ均匀减小，负电荷受到的电场力的方向与x方向相反，所以负电荷沿x轴从x1处移到x2处的过程中，电场力始终做负功．故D错误．

19.【答案】C
【解析】电势差是电场中两点的电势之差，所以只与电场本身有关，与其他因素无关，A错误；电场中A、B两点间的电势差U AB 等于把单位正电荷q从A点移动到B点时电场力做的功，B错误；电场力做功只会引起电势能的变化，其他能量的变化是由其他力做功引起，D错误
20.【答案】A
【解析】由于带电粒子是从电场中的A点无初速地释放，所以带电粒子只受到电场力的作用，且与电场线的方向相同，所以粒子将做加速直线运动，所以A正确，C错误；
B、由于粒子只在电场力的作用下运动，所以电场力做正功，电势能要减小，但是带电性未知，无法确定电势的变化，所以B不正确，D不正确。
21.【答案】AD
【解析】因为a、b、c三点的电势分别为10 V、17 V、26 V，如图所示，在ac连线上，确定一b′点，电势为17V，则bb′连线，即为等势线，那么垂直于bb′的连线ce，则为电场线，再依据沿着电场线方向，电势降低，则电场线方向如下图：
因电场为匀强电场，则有：，则b′点的坐标为（3.5cm，6cm），依据几何关系，则d=ce=3.6cm，根据E=Ucb/d=2.5V/m，选项A正确；根据Φc-Φa=Φb-Φo，代入数据解得原点O处的电势为Φo=1V，选项B正确；因Uab=Φa-Φb=-7V，即a点的电势比b点低7V，而电子带负电，所以电子在a点的电势能比在b点的高7 eV，选项C错误； 同理，Ubc=Φb-Φc=-9V，即b点的电势比c点的电势低9V，则电子从b点运动到c点，电场力做功为9 eV，选项D正确。
22.【答案】AC
【解析】φ-x图像的斜率表示电场强度，由图像可知，x2左侧电场强度方向向左，x2右侧电场强度向右，x1处电场强度大于零，x2处电场强度等于零，故q1和q2带有异种电荷，A正确，B错误．负电荷从x1处移到x2处，电势升高，电场强度减小，故电势能减小，电场力减小，C正确，D错误．