真题必读：专题三电场与磁场 命题区间7　电场的性质　带电粒子在电场中的运动--《高考快车道》2026版高考物理母题必读及衍生

　电场的性质　带电粒子在电场中的运动
命题区间 高考题型 近年考频
电场的性质　带电粒子在电场中的运动 电场力的性质 2024年江苏卷T1　 　2024年河北卷T2　 2024年河北卷T7 2024年新课标卷T18 2023年海南卷T8 2023年湖南卷T5 2022年山东卷T3
电场能的性质 2024年山东卷T10　2024年江西卷T10　2024年全国甲卷T18 2024年辽宁卷T6 2024年湖南卷T5 2023年辽宁卷T9 2023年湖北卷T3 2023年海南卷T12 2023年山东卷T11 2022年湖南卷T2
电容器　带电粒子在电场中的运动 2024年江西卷T1　　2024年辽宁卷T5　　2023年湖北卷T10 2023年海南卷T7 2022年广东卷T14 2021年山东卷T6
命题分析 素养落实
对电场中力和能性质的考查一直是高考试卷中必考内容，涉及的题型呈多样性，近几年高考命题热点主要集中在电场强度、电场线的用途、电势能的变化、电势高低的判断、匀强电场中电势差与电场强度的关系、带电粒子在电场中的运动等。选择题会以电场线、等势线为背景，结合场强、电势、电势能等基本概念进行考查，也可能会出现以带电粒子在电场中运动为背景考查学生建模能力和数学处理能力的计算题。 1．掌握描述电场性质的物理量 2．掌握判断电势高低及电势能大小的方法 3．能利用运动合成与分解的方法处理带电粒子在电场中的运动问题
电场力的性质
1．电场强度的计算
(1)定义式：E＝。电场中某点的电场强度是确定值，其大小和方向与试探电荷q无关。
(2)真空中点电荷：E＝k。E由场源电荷Q和场源电荷到某点的距离r决定。
(3)匀强电场：E＝。式中d为两点间沿电场方向的距离。
2．电场中带电粒子轨迹的判断分析方法
(1)轨迹的切线方向：速度的方向。
(2)某点电场力方向：沿着该点的电场线的切线方向，轨迹向着电场力的方向弯曲。
　(2022·山东卷T3)半径为R的绝缘细圆环固定在图示位置，圆心位于O点，环上均匀分布着电量为Q的正电荷。点A、B、C将圆环三等分，取走A、B处两段弧长均为ΔL的小圆弧上的电荷。将一点电荷q置于OC延长线上距O点为2R的D点，O点的电场强度刚好为零。圆环上剩余电荷分布不变，q为(　　)
A．正电荷，q＝　 B．正电荷，q＝
C．负电荷，q＝ D．负电荷，q＝
命题立意：电场强度的叠加
第一步：根据对称性可知，圆环在O点产生的电场强度为与A在同一直径上的A1和与B在同一直径上的B1产生的电场强度的矢量和
第二步：根据O点的合场强为0，利用点电荷电场强度公式计算出q
规范解答：取走A、B处两段弧长均为ΔL的小圆弧上的电荷后，根据对称性可知，圆环在O点产生的电场强度为与A在同一直径上的A1和与B在同一直径上的B1产生的电场强度的矢量和，如图所示，因为两段弧长非常小，故可看成点电荷，则有
E1＝k＝k
由图可知，两电场强度的夹角为120°，则两者的合电场强度为E＝E1＝k
根据O点的合电场强度为0，则放在D点的点电荷带负电，在O点产生的电场强度大小为E′＝E＝k
根据E′＝k
联立解得q＝。故选C。
[答案]　C
难点：圆环在O点产生的电场强度的计算
易错：不能理解圆环在O点产生的电场强度为与A在同一直径上的A1和与B在同一直径上的B1产生的电场强度的矢量和造成错误
电场能的性质
1．电势高低的判断方法
(1)根据电场线方向判断，沿着电场线方向，电势越来越低。
(2)根据电势的定义式φ＝判断，即将正电荷从电场中的某点移至无穷远处，电场力做功越多，则该点的电势越高。
(3)根据电势差UAB＝φA－φB判断，若UAB＞0，则φA＞φB，反之φA＜φB。
2．电势能变化的判断方法
(1)根据电场力做功判断，若电场力对电荷做正功，电势能减少；反之则增加。即W＝－ΔEp。
(2)根据能量守恒定律判断，电场力做功的过程是电势能和其他形式的能相互转化的过程，若只有电场力做功，电荷的电势能与动能相互转化，而总和保持不变。
　(2023·湖北卷T3 )在正点电荷Q产生的电场中有M、N两点，其电势分别为φM、φN，电场强度大小分别为EM、EN。下列说法正确的是(　　)
A．若φM>φN，则M点到电荷Q的距离比N点的远
B．若EMC．若把带负电的试探电荷从M点移到N点，电场力做正功，则φM<φN
D．若把带正电的试探电荷从M点移到N点，电场力做负功，则EM>EN
命题立意：本题是一道综合考查电场强度、电势等电场性质的题
第一步：利用点电荷电场强度公式及电势高低判断方法分析
第二步：根据电场力做功与电势能增减及电势的定义式分析
规范解答：沿着电场线的方向电势降低，根据正点电荷产生的电场特点可知若φM>φN，则M点到电荷Q的距离比N点的近，故A错误；
电场线的疏密程度表示电场强度的大小，根据正点电荷产生的电场特点可知若EM若把带负电的试探电荷从M点移到N点，电场力做正功，则试探电荷是逆着电场线运动的，电势增加，故有φM<φN，故C正确；
若把带正电的试探电荷从M点移到N点，电场力做负功，则试探电荷是逆着电场线运动的，根据正点电荷产生的电场特点可知EM故选C。
[答案]　C
难点：正确理解电势与电场强度的概念及其区别
易错：不能正确区分电势高低及电场强度大小的判断方法而造成错误
电容器　带电粒子在电场中的运动
1．平行板电容器问题的分析思路
(1)明确平行板电容器中的哪些物理量是不变的，哪些物理量是变化的，以及怎样变化。
(2)应用平行板电容器电容的决定式C＝分析电容器的电容的变化。
(3)应用电容的定义式分析电容器带电荷量和两板间电压的变化情况。
(4)根据控制变量法对电容的变化进行综合分析，得出结论。
2．带电粒子在电场中的运动问题的解题思路
(1)首先分析粒子的运动规律，区分是在电场中的直线运动还是曲线运动问题。
(2)对于直线运动问题，可根据对粒子的受力分析与运动分析，从以下两种途径进行处理。
①如果是带电粒子在恒定电场力作用下做直线运动的问题，应用牛顿第二定律找出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等。
②如果是非匀强电场中的直线运动，一般利用动能定理研究全过程中能量的转化，研究带电粒子的速度变化、运动的位移等。
(3)对于曲线运动问题，一般是类平抛运动模型，通常采用运动的合成与分解方法处理。通过对带电粒子的受力分析和运动规律分析，应用动力学方法或功能方法求解。
　(多选)(2023·湖北卷T10)一带正电微粒从静止开始经电压U1加速后，射入水平放置的平行板电容器，极板间电压为U2。微粒射入时紧靠下极板边缘，速度方向与极板夹角为45°，微粒运动轨迹的最高点到极板左右两端的水平距离分别为2L和L，到两极板距离均为d，如图所示。忽略边缘效应，不计重力。下列说法正确的是(　　)
A．L∶d＝2∶1
B．U1∶U2＝1∶1
C．微粒穿过电容器区域的偏转角度的正切值为2
D．仅改变微粒的质量或者电荷数量，微粒在电容器中的运动轨迹不变
命题立意：本题是一道利用动力学规律和动能定理解决带电粒子在电场中运动的问题。
第一步：分析微粒在电场中受力和运动情况，利用运动的分解及运动学知识求解
第二步：分别分析水平方向和竖直方向微粒运动的规律，得出微粒在运动到最高点的过程中水平位移和竖直位移均与电荷量和质量无关的结论
规范解答：微粒在电容器中水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀变速直线运动，根据电场强度和电势差的关系及电场强度和电场力的关系可得E＝，F＝qE＝ma
设微粒射入电容器时的速度为v0，则水平方向和竖直方向的分速度分别为
vx＝v0cos 45°＝v0，vy＝v0sin 45°＝v0
微粒从射入电场到运动到最高点的过程由运动学关系得＝2ad
微粒经过加速电场时由动能定理可得
qU1＝
联立解得U1∶U2＝1∶1
B正确；
微粒从射入电场到运动到最高点的过程由运动学公式可得
2L＝vxt，d＝·t
联立可得L∶d＝1∶1
A错误；
微粒在电容器中从最高点到穿出电容器的过程由运动学公式可得L＝vxt1，vy1＝at1
微粒从射入电容器到运动到最高点的过程有vy＝at，2L＝vxt
解得vy1＝
设微粒穿出电容器时与水平方向的夹角为α，则tan α＝＝
微粒射入电场时与水平方向的夹角为45°，则tan ＝3
C错误；
微粒从射入电场到运动到最高点的过程中水平方向的位移和竖直方向的位移分别为x＝v0t cos 45°，y＝at2
联立解得y＝
且x＝vxt′，y＝·t′
联立解得x＝2L，y＝d＝L
即微粒从射入电场到运动到最高点的过程中水平位移和竖直位移均与电荷量和质量无关，射出电场的过程同理可知
x1＝L＝vxt′1，y1＝·t′1＝＝
即轨迹不会变化，D正确。
故选BD。
[答案]　BD
难点：正确进行受力分析及理解微粒在水平方向和竖直方向运动的规律
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