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2026届高考物理一轮基础复习训练
39 电场能的性质
一、单项选择题
1.关于电荷和静电场，下列说法正确的是（　　）
A. 一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变
B. 电场线与等势面垂直，且由电势低的等势面指向电势高的等势面
C. 点电荷仅在静电力作用下从静止释放，该点电荷的电势能将减小
D. 点电荷仅在静电力作用下从静止释放，将从高电势的地方向低电势的地方运动
2.（2025·贵州毕节模拟）如图所示，、是固定在真空中的两个异种点电荷，其中的电荷量大小是的3倍。是、点电荷连线的中点。如果只有点电荷存在时，把一带电荷量为的正试探电荷从无限远处移到点，该试探电荷克服静电力做的功为。规定无限远处的电势为零，则、电荷同时存在时，点处的电势为（　　）
A.
B.
C.
D.
3.如图甲所示，平安大厦楼顶安装了避雷针，雷雨天带负电的云层靠近避雷针上方。避雷针尖顶周围虚线表示电场中的等势线，如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A. 避雷针尖顶端感应出大量的负电荷
B. 点的电势低于点的电势
C. 点的电场强度大于点的电场强度
D. 电子在点的电势能小于在点的电势能
4.如图为两个点电荷电场线的分布图，电场中的、两点关于两电荷连线的中垂线对称。以下说法正确的是（　　）
A. 这是两个等量同种点电荷的电场线
B. 、两点的电场强度相同
C. 、两点的电势相同
D. 电子在点的电势能小于在点的电势能
5.静电纺纱是利用高压静电场使单纤维两端带异种电荷，在电场力作用下使纤维伸直、平行排列和凝聚的纺纱工艺。如图所示为其电场线分布简图，、为直线中垂线上两点，、两点关于、连线对称。下列说法正确的是（　　）
A. 、两点间的电势差大于、两点间的电势差
B. 、两点电场强度相同
C. 点的电势小于点的电势
D. 负电荷在点的电势能大于其在点的电势能
6.空间中有一试探电荷处在一区域电场中，沿某方向建立轴，该试探电荷在轴上各点的电势能随的分布如图所示。根据-图像，下列说法正确的是（　　）
A. 处的电场强度大于0
B. 沿轴正方向电势逐渐降低
C. 处的电场强度大于处的电场强度
D. 试探电荷从处运动至处的过程中，电场力做功为
7.轴上固定着两个点电荷、，两点电荷分别位于，处，两者所在区域为真空，在两者连线上某点的电场强度与该点位置的关系如图所示。选取轴正方向为电场强度的正方向，无限远处电势为零。则以下说法正确的是（　　）
A. 点电荷、分别带正电和负电
B. 、所带电荷量的绝对值之比为1:3
C. 处电势最高且为零
D. 将电子从处无初速度释放，其电势能一直减小
二、多项选择题
8.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。点和点在同一电场线上，点和点在同一等势面上。下列说法正确的有（　　）
A. 点的电势比点的低
B. 点的电场强度比点的大
C. 污泥絮体从点移到点，电场力对其做正功
D. 污泥絮体在点的电势能比其在点的大
9.静电悬浮技术是利用静电场对带电物体的电场力来平衡重力，从而实现材料悬浮无容器处理的一种先进技术，其原理示意图如图所示。若两平行金属极板间电势差为，间距为。质量为的金属微粒悬浮于其中，重力加速度大小为，则金属微粒所带电荷的电性和电荷量分别为（　　）
A. 负电荷，
B. 负电荷，
C. 正电荷，
D. 正电荷，
10.如图所示，空间存在水平向右的匀强电场，电场强度大小为，以为圆心、为半径的圆与竖直平面内的坐标轴的交点分别为、、、，用绝缘杆固定一个质量为、电荷量为的可视为点电荷的带正电小球，将小球放到点，如果把一个电荷量为的电荷固定在圆弧上某点，则绝缘杆对小球的作用力恰好为零，静电力常量为，重力加速度为，下列说法正确的是（　　）
A. 电荷在圆弧的中点处
B. 电荷的电荷量
C. 未放置电荷时，、两点的电场强度大小相等
D. 未放置电荷时，、两点间的电势差为
11.图甲所示是一种静电除尘装置，其原理简图如图乙所示，在板状收集器A与线状电离器B间加恒定高压，让废气从一端进入静电除尘区经过净化后从另一端排出，其中一带负电的尘埃微粒沿图乙中虚线向收集器A运动，、是运动轨迹上的两点，不计微粒重力和微粒间的相互作用，不考虑微粒运动过程中的电荷量变化。下列分析正确的是（　　）
A. 点电势比点电势高
B. 微粒在点速度比点的大
C. 微粒在点具有的电势能比点的大
D. 微粒在点具有的电势能比点的小
三、非选择题
12.高压电场干燥中药技术基本原理如图所示，在一个很大的导体板上铺一薄层中药材，针状电极O和平板电极接高压直流电源，其间产生较强的电场。水分子是极性分子，可以看成棒状带电体，一端带正电，另一端带等量负电。水分子在静电力的作用下会加速从中药材中分离出去，被鼓风机吹出的水平微风裹挟着飞离电场区域。图中虚线是某一水分子从处由静止开始运动的轨迹，不计阻力与水分子的重力。回答下列问题：
（1）分析水分子的运动轨迹是否为抛物线；
（2）判断水分子运动过程中的加速度是否保持不变；
（3）说明水分子运动过程中轨迹上各点电势的变化情况；
（4）分析水分子运动过程中的电势能变化。
13.如图所示，在匀强电场中有直角三角形，电场方向与三角形所在平面平行，若三角形三顶点处的电势分别为、、，且边长，，回答下列问题：
（1）求电场强度的大小；
（2）判断一个电子由点运动到点，电场力做功的正负；
（3）分析一个电子在点由静止释放后的运动情况。
14.电子显微镜通过"静电透镜"实现对电子会聚或发散使微小物体成像。如图所示，某"静电透镜"区域的等差等势面为图中虚线，其中、两点电势。现有一正电子束沿垂直虚线的方向进入"透镜"电场，仅在静电力的作用下穿过小孔。回答下列问题：
（1）比较点与点的电场强度大小；
（2）分析正对小孔中心射入"透镜"电场的正电子被会聚或发散后的运动情况；
（3）说明经过点的正电子的动能和电势能变化情况；
（4）判断该"透镜"电场对垂直虚线射入小孔的正电子束的作用效果。
一、单项选择题
1.答案：A
解析：
A. 电荷守恒定律：与外界无电荷交换的系统，电荷代数和保持不变，正确。
B. 电场线由高电势等势面指向低电势等势面，错误。
C. 若点电荷带负电，从静止释放会向高电势运动，电势能增加，错误。
D. 负电荷受力方向与电场线相反，会从低电势向高电势运动，错误。
2.答案：B
解析：
仅A存在时，试探电荷从无穷远移到O，克服电场力做功，故O点电势能，电势（A为正电荷，O点电势为正）。
B带电量为（异种电荷，是A的3倍），单独存在时O点电势（负电荷电场中O点电势为负）。
叠加后，正确。
3.答案：C
解析：
A. 带负电云层靠近，避雷针感应正电荷，错误。
B. 电场线由避雷针（正电荷）指向云层（负电荷），沿电场线电势降低，故点电势高于点，错误。
C. 等势面越密，场强越大，点等势面更密，场强大于点，正确。
D. 电子带负电，在高电势处电势能低，故点电势能小于点，错误（与B矛盾，修正：点电势高，电子在点电势能低，正确）。
4.答案：D
解析：
A. 电场线从正电荷出发到负电荷，是等量异种电荷，错误。
B. 、场强大小相等，方向不同（对称但反向），错误。
C. 沿电场线电势降低，点电势高于点，错误。
D. 电子带负电，在高电势处电势能低，故点电势能小于点，正确
5.答案：D
解析：
A. 电场线疏密不确定，无法比较与，错误。
B. 、场强大小相等，方向不同，错误。
C. 沿电场线电势降低，点电势高于点，错误。
D. 负电荷在高电势处电势能低，点电势低于点，故负电荷在点电势能大，正确。
6.答案：C
解析：
A. 图像斜率表示电场力（），处斜率为0，故，错误。
B. 沿轴正方向，若试探电荷带正电，变化反映电势变化：增大则电势升高，错误。
C. 斜率绝对值表示场强大小，处斜率绝对值大于处，故，正确。
D. 从，电场力做功，错误。
7.答案：D
解析：
选项：电场强度是矢量，电场强度为的点是两电荷产生的电场强度等大反向的点。由图象可知，在处电场强度为，在 区域电场强度为正，区域电场强度为负，区域电场强度为正。
根据点电荷的电场强度方向特点， 若两个点电荷为同种电荷，在它们之间电场强度方向相反，能出现电场强度为的点；若为异种电荷，在它们之间电场强度方向相同， 电场强度不可能为 。且在 区域电场强度为正，区域电场强度为负，说明点电荷、 应带同种电荷 ，错误。
选项：在处电场强度为，根据点电荷场强公式（其中为静电力常量，为点电荷的电荷量，为到点电荷的距离），在处产生的场强，在处产生的场强。
因为处电场强度为，则，即，化简可得 ，错误。
选项：沿电场线方向电势逐渐降低，在 区域电场强度为正，即电场线方向沿轴正方向，电势逐渐降低；在区域电场强度为负，即电场线方向沿轴负方向，电势逐渐升高；所以处电势最高。
又因为两个点电荷为同种电荷，且无限远处电势为零，处不是无穷远处，所以电势不为零，错误。
选项：在区域电场强度为正，即电场线方向沿轴正方向；电子带负电，受到的电场力方向与电场线方向相反，所以电子在区域受到的电场力方向沿轴负方向。
将电子从处无初速度释放，电子会向轴负方向运动，电场力做正功，根据电场力做功与电势能变化的关系（电场力做正功，电势能减小），可知其电势能一直减小，正确。
二、多项选择题
8.答案：BCD
解析：
A. 电场线由上（金属棒）到下（圆盘），故点电势高于点，错误。
B. 电场线越密场强越大，点密于点，正确。
C. 污泥带负电，从（逆电场方向），电场力做正功，正确。
D.与等势，电势低，负电荷在点电势能大，故D正确，综上选BCD）。
9.答案：A
解析：
上极板接正极，下极板负极，电场方向向下。微粒悬浮，电场力向上，故带负电。
平衡条件：，正确选项为A。
10.答案：AC
解析：
小球在O点受力平衡：重力向下，电场力向右，故电荷A对小球的力需向左上方平衡，A在中点（左上方），正确。
库仑力大小，距离，故，错误。
点（左）场强：；点（上）场强：，若，则大小相等，正确。
11.答案：AC
解析：
A. 电场线由A到B，点电势高于点，正确。
B. 负电荷从，电场力做正功，速度增大，故点速度小于点，错误。
C. 电场力做正功，电势能减小，故点电势能大于点，正确。
三、非选择题
12.解：（1）水分子在非匀强电场中运动，电场力（加速度）随位置变化，不符合抛物线运动（恒力）条件。所以不是抛物线。
（2）电场是非匀强的，电场力变化，加速度变化，加速度不保持不变。
（3）轨迹沿电场线方向（或逆电场线，但水分子受力方向与电场线一致），电势沿电场线降低。
（4）电场力对水分子做正功，电势能转化为动能，故电势能减少。
13.解：
（1）在BO延长线上取D点，使，则（匀强电场中电势均匀变化）。
找等势点：O（4.5V）与BC中点（4.5V）连线为等势线，电场方向垂直等势线由高电势指向低电势。
距离，。
（2）电子从B（0V）到C（9V），电势升高，负电荷电势能减少，故电场力做正功。
（3）电子受电场力方向与场强相反，加速度恒定，故匀加速直线运动。
14.解：
（1）等势面越密场强越大，点等势面更密，故。
（2）正电子受力沿场强方向（垂直等势面指向低电势），电场力指向中心，故会聚后沿直线穿出。
（3）正电子从M到N（电势降低），电场力做正功，动能增加，电势能减少。
（4）电场力使正电子束向中心偏折，实现会聚作用。

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