2026年高考物理一轮讲义+练习(四川专用)第30讲电场能的性质(复习讲义)(学生版+解析)

这是一份2026年高考物理一轮讲义+练习(四川专用)第30讲电场能的性质(复习讲义)(学生版+解析)，文件包含物理试题pdf、物理答案pdf等2份试卷配套教学资源，其中试卷共13页， 欢迎下载使用。
02 \l "_Tc7022" 体系构建·思维可视3
03 \l "_Tc306" 核心突破·靶向攻坚4
\l "_Tc23645" 考点一 静电力做功、电势能与电势4
\l "_Tc8741" 知识点1 静电力做功、电势能与电势4
知识点2 电势高低与电势能大小的判断4
考向1 静电力做功的特点5
考向2 电势能与电势7
\l "_Tc818" 考点二 电势差与电场强度12
\l "_Tc27137" 知识点1 电势差与电场强度12
知识点2 电势差与电场强度的关系13
考向 电势差与电场强度的关系14
考点三 电场线、等势面（线）与带电粒子运动轨迹的综合问题19
知识点 解题方法19
考向 电场线、等势面（线）与带电粒子运动轨迹的综合问题20
04 \l "_Tc306" 真题溯源·考向感知21

考点一 静电力做功、电势能与电势
\l "_Tc25045" 知识点1 静电力做功、电势能与电势
1.静电力做功的特点
静电力所做的功与电荷的起始位置和 位置有关，与电荷经过的 无关。
2.电势能
（1）定义：电荷在电场中具有的 ，称为电势能。
（2）标矢性：电势能是 ，有正、负之分，其正负表示 。
（3）相对性：电势能具有 性，通常把无限远 或 的电势能规定为零。
3.电势
（1）定义：电荷在电场中某一点的 与它的 之比。
（2）定义式：φ＝Epq。
（3）标矢性：电势是 ，有正、负之分，其正（负）表示该点电势比 高（低）。
（4）相对性：电势具有 性，同一点的电势因选取 的不同而不同。
4.静电力做功与电势能变化的关系
（1）静电力做的功等于电荷电势能的 ，即WAB＝EpA－EpB。静电力对电荷做多少正功，电荷电势能就 多少；电荷克服静电力做多少功，电荷电势能就 多少。
（2）电势能的大小：由WAB＝EpA－EpB可知，若EpB＝0，则EpA＝WAB，即一个电荷在电场中某点具有的电势能，数值上等于将其从该点移到零电势能位置过程中静电力所做的功。
\l "_Tc25045" 知识点2 电势高低与电势能大小的判断
1.电势高低的判断
2.电势能大小的判断
\l "_Tc17630" 考向1 静电力做功的特点
例1（2025·四川内江·三模）两电荷量分别为q1和q2的点电荷，放在y轴上的O、M两点。若规定无限远处电势为零，则在两电荷连线上各点的电势φ随y变化的关系如图。其中，A、N两点的电势为零，ND段中C点的电势最高。则下列说法中正确的是（ ）
A．q1为正点电荷，q2为负点电荷
B．A、N两点的电场强度大小可能为零
C．从N点沿y轴正方向，电场强度大小先增大后减小
D．将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做负功后做正功
【变式训练1】（2025·四川乐山·高三月考）电子显微镜是利用电场控制电子运动的，其电场的部分简化图如图所示，电场线的分布形状为“束腰”式。a、b、c、d为电场中的四个点，其中a、b两点关于中间电场线对称。下列说法正确的是（ ）
A．电场中a、b两点的电场强度相同
B．若将电子沿不同路径从a点移动到d点，电场力做功都相等
C．电子在a点的电势能大于在d点的电势能
D．电子在电场中任意位置由静止释放时，仅在电场力的作用下一定沿着电场线运动
【变式训练2】（2024·四川绵阳·二模）“羲和二号”是我国正在建设中的结合了激光和加速器的装置。该装置内的加速电场可视为匀强电场，能够使电子在1.4km的直线长度内加速到8.0×1010eV，则加速电场的场强约为（ ）
A．5.7×104V/mB．5.7×105V/mC．5.7×106V/mD．5.7×107V/m
【变式训练3】如图所示为两个等量点电荷的电场线，图中A点和B点、C点和D点皆关于两电荷连线的中点O对称，若将一电荷放在此电场中，则以下说法正确的是（ ）
A．电荷在O点受力最大
B．电荷沿直线由A到B的过程中，电场力先增大后减小
C．电荷沿直线由C到D的过程中，电场力先做正功后做负功
D．电荷沿直线由C到D的过程中，电场力先增大后减小
\l "_Tc17630" 考向2 电势能与电势
例1（2025·四川巴中·高三月考）如图所示，在真空中某点电荷的电场中，将两个电荷量相等的试探电荷分别置于M、N两点时，两试探电荷所受电场力相互垂直，且F2>F1，则以下说法正确的是（ ）
A．这两个试探电荷的电性可能相同
B．M、N两点可能在同一等势面上
C．把电子从M点移到N点，电势能增大
D．N点场强一定大于M点场强
例2（2025·四川德阳·高三月考）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。下列说法正确的有（ ）
A．q1和q2带异种电荷B．x1处的电场强度为零
C．正电荷从x1移到x2，电势能减小D．正电荷从x1移到x2，受到的电场力增大
【变式训练1】某一区域的电场线分布如图所示，A、B、C是电场中的三个点。则下列说法正确的是（ ）
A．A、B、C三点的电势关系为φC>φA>φB
B．A、B、C三点的电场强度大小关系为EA>EB>EC
C．A、B、C三点中，电子在C点的电势能最大
D．质子从B点移到A点比从A点移到C点电场力做功少
【变式训练2】（2025·四川凉山·三模）如图所示，两个异种点电荷分别位于M、N两点，P、Q是MN连线上的两点，且MP=NQ。若P点电场强度大于Q点电场强度，下列说法正确的是（ ）
A．M点电荷的电荷量可能等于N点电荷的电荷量
B．M点电荷的电荷量大于N点电荷的电荷量
C．正电荷在P点的电势能小于在Q点的电势能
D．若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P、Q两点间电势差不变
【变式训练3】（2025·四川南充·高三月考）如图所示，真空中某点电荷位于O1点，带正电的检验电荷从O点以某初速度释放后的运动轨迹为ON，N点在以O1为圆心的圆上，只考虑静电力的作用。下列说法正确的是（ ）
A．场源点电荷带负电B．电场中O点电势高于N点电势
C．检验电荷从O到N动能一直减小D．检验电荷从O到N电势能一直增大
【变式训练4】（2025·四川凉山·高三月考）在x轴上O、P两点分别放置点电荷Q1和Q2，其电荷量分别为q1、q2，一个带正电的试探电荷在两电荷连线上的电势能Ep随x变化关系如图所示，BD段中C点电势能最大，则下列说法中正确的是（ ）

A．电荷量q1>q2
B．Q1在B点产生的电势小于Q2在B点产生的电势
C．C点的电场强度大于A点的电场强度
D．将一个点电荷从B点移到D点，电场力先做正功后做负功
【变式训练5】（2025·四川南充·三模）如图所示，对称分布的实线表示真空中两点电荷在某一平面内的部分等差等势线，O点是两点电荷连线的中点，E、F在两点电荷连线上，A、B在两点电荷连线的中垂线上，B、C、D三点在同一条直线上。已知OA=OB、OE=OF、BC=CD，电子能以O点为圆心在垂直纸面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）
A．电势差UBC=UCD
B．两点电荷为等量的负电荷
C．A、B两点的场强相同
D．E、F两点的电势相等
【变式训练6】在静电场中，关于电势与电场强度的关系，下列说法正确的是（ ）
A．电势为零地方，电场强度也为零。
B．电场强度的方向就是电势降低最快的方向
C．根据电势公式Epq，电势与电荷的电荷量有关
D．沿着电场线的方向电势逐渐降低，电场强度也逐渐减小


考点二 电势差与电场强度
知识点1 电势差与电场强度
1.电势差
（1）定义：电荷在电场中由一点A移到另一点B时， 与移动电荷的 的比值。
（2）定义式：UAB＝WABq。
（3）电势差与电势的关系：UAB＝ ，UAB＝－UBA。
2.等势面
（1）定义：电场中 相等的各点组成的面。
（2）四个特点
①等势面一定与 垂直。
②在同一等势面上移动电荷时电场力不做功。
③电场线方向总是从电势 的等势面指向电势 的等势面。
④等差等势面越密集的地方电场强度 ，反之 。
3.几种常见的等势面
知识点2 电势差与电场强度的关系
1.匀强电场中电势差与电场强度的关系
（1）匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿 方向的距离的乘积。即U＝Ed，也可以写作E＝Ud。
（2）公式E＝Ud、U＝Ed的适用范围： 电场。
2.对公式E＝Ud或U＝Ed的理解
（1）公式只适用于匀强电场。注意对于非匀强电场可以用于定性分析。
（2）d为电场中两点沿电场方向上的距离（或者为两点连线在电场方向上的投影）。注意d不一定等于两点连线的长度。
3.由E＝Ud可推出的三个重要推论
（1）电场强度的方向是电势随距离降低最快的方向。
（2）匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势一定等于A、B两点电势的平均值，即φC＝φA＋φB2（如图甲所示）。
（3）匀强电场中若两线段AB∥CD，且AB＝CD（如图乙所示），则UAB＝UCD（或φA－φB＝φC－φD）或者UAC＝UBD。
点拨
等分法确定电场线及电势高低的解题思路
拓展
E＝Ud在非匀强电场中的应用
（1）判断电场强度大小：等差等势面越密，电场强度越大。
（2）判断电势差的大小及电势的高低：距离相等的两点间的电势差，E越大，U越大，进而判断电势的高低。
考向 电势差与电场强度
例1（2025·四川泸州·模拟预测）在做心电图体检时，人体表面某一时刻的电势分布如图所示。P、Q是心电图机的两个电极，a、b是人体表面的两点，下列说法正确的是（ ）
A．P极是负极，Q极是正极
B．b点的电势比a点的电势低
C．b点的电场强度比a点的电场强度小
D．电子从a点移到b点过程中，电场力做功1×10−3eV
例2空间中有方向与纸面平行的匀强电场，其中纸面内P、Q和R三点分别是等边三角形abc三边的中点，如图所示。已知三角形的边长为2 m，a、b和c三点的电势分别为1 V、2 V和3 V。下列说法正确的是（ ）
A．该电场的电场强度大小为2 V/m
B．电子在R点的电势能大于在P点的电势能
C．将一个电子从P点移动到Q点，电场力做功为－1.5 eV
D．将一个电子从P点移动到R点，电场力做功为＋0.5 eV
【变式训练1】（2025·四川自贡·高三月考）静电透镜是电子透镜中的一种，通过静电透镜产生的静电场可使电子束聚焦和成像，被广泛应用于电子器件中（如阴极射线示波管等）。如图所示，虚线为静电透镜产生的电场的等差等势面，某电子仅在电场力的作用下由a向c运动，其运动轨迹如图中实线所示，a、b、c是轨迹上的三点，下列说法正确的是（ ）
A．电子在b点时受到的电场力方向垂直于等势面斜向下
B．电子在a点的加速度比在c点的加速度小
C．电子在c点的速度比在b点的速度大
D．b点的电势小于c点的电势
【变式训练2】静电透镜是由带电导体产生的静电场来使电子束聚焦和成像的装置。某静电透镜内的等势线分布如图虚线所示，图中实线为电子的运动轨迹，不计电子重力，则（ ）
A．电子在a点处所受电场力方向与a处虚线相切
B．电子在b点所受的电场力小于在f点所受的电场力
C．电子从c到d，电场力做正功
D．若电子在a点处动能为40 eV，则在c点处动能为60 eV
【变式训练3】（2025·四川南充·高三月考）有一匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c、d四点的位置如图所示，cd、cb分别垂直于x轴、y轴，其中a、O、b三点电势分别为4V、6V、8V。电荷量为q=−2×10−5C的点电荷由a点开始沿a→b→c→d路线运动过程中，下列说法不正确的是（ ）
A．c点的电势为10V
B．点电荷在d点的电势能为−1.6×10−4J
C．匀强电场的方向为a指向b
D．该点电荷从a点移到b点过程中，电场力做功为8×105J
【变式训练4】如图所示，在匀强电场中有边长为1m的等边三角形ABC，其中O点为该三角形的中心，A、B、C三点电势分别为2V、4V、6V。下列关于电场强度和电势差的说法正确的是（ ）
A．A、O两点的电势差UAO=2V
B．B、O两点的电势差UBO=2V
C．该匀强电场的电场强度大小为4V/m
D．该匀强电场的电场强度大小为8V/m
【变式训练5】（多选）避雷针是用来保护建筑物避免雷击的装置（如图甲）。如图乙是避雷针放电时空间等势面和电场线的分布图（图线大致对称分布），其中实线是电场线，虚线是等差等势面。则下列说法正确的是（ ）
A．A点电场强度比B点大
B．A、C两点电势一样高
C．正电荷在C点的电势能比A点大
D．负电荷从C点移动到B点，电场力做的总功为0


考点三 电场线、等势面（线）与带电粒子运动轨迹的综合问题
知识点 解题方法
（1）根据带电粒子所受的静电力沿着电场线的切线方向（或等势面的垂线）且指向运动轨迹弯曲的凹侧，确定带电粒子所受静电力的方向；
（2）再结合电场线的方向（或等势面的电势）确定带电粒子的电性；
（3）最后根据带电粒子的运动轨迹与电场线的分布情况，确定静电力做功、电势能的变化情况等。
考向 电场线、等势面（线）与带电粒子运动轨迹
例1（2025·四川成都·高三月考）如图，某品牌的负离子吹风机利用高压电源模块在两针状电极间产生较强的电场，可等效为两个等量异种点电荷的电场，其中A、 B为中垂线上的两点，C、D为同一条电场线上的两点，不计负离子重力及其相互间的作用力。下列说法正确的是（ ）
A．电场强度大小关系为EB 0且q 0。下列说法正确的是（ ）
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2EPqdD．电场强度的大小为22Epqd
8.（多选）（2024·天津·高考真题）某静电场在x轴正半轴的电势φ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

考点要求
考察形式
2025年
2024年
2023年
电场能的性质
选择题
非选择题
四川卷T3，4分
全国甲卷T5,6分
全国甲卷T5，6分
考情分析：
1．从近三年高考试题来看，电场中的能量相关题目以选择题居多，偶尔也会以计算题的形式出现，难度中等偏上，对学生的物理过程分析能力和数学方法应用能力要求较高
2．从命题思路上看，试题情景为
常与电场力、动力学等知识综合考查，如结合带电粒子在电场中的运动，分析其能量变化和运动情况，要求考生综合运用牛顿运动定律、动能定理、能量守恒定律等知识解题
复习目标：
目标一：理解电势、电势差、电势能的定义及物理意义，能准确阐述三者之间的区别与联系，如电势是描述电场能性质的物理量，与试探电荷无关，而电势能则与试探电荷和电势均相关。
判断依据
判断方法
电场线方向
沿电场线方向电势逐渐降低
场源电荷
的正负
取无穷远处电势为零，正电荷周围电势为正值，负电荷周围电势为负值；靠近正电荷处电势高，靠近负电荷处电势低
静电力做功
根据UAB＝WABq，将WAB、q的正负号代入，由UAB的正负判断φA、φB的高低
判断方法
方法解读
公式法
将电荷量、电势连同正负号一起代入公式Ep＝qφ，Ep＞0时，其绝对值越大，电势能越大；Ep＜0时，其绝对值越大，电势能越小
电势法
正电荷在电势高的地方电势能大
负电荷在电势低的地方电势能大
静电力
做功法
静电力做正功，电势能减小
静电力做负功，电势能增加
电场
等势面（虚线）图样
特点
匀强电场
垂直于电场线的一簇平面
点电荷的电场
以点电荷为球心的一簇球面
等量异种点电荷的电场
两电荷连线的中垂面为等势面
等量同种正点电荷的电场
在电荷连线上，中点电势最低；在中垂线上，中点电势最高