2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)54電場能的性質(zhì)練習(xí)含解析

專題54電場能的性質(zhì)

1.[2021?全國乙卷]如圖(a),在一塊很大的接地金屬平板的上方固定一負(fù)電荷.由于

靜電感應(yīng)，在金屬平板上表面產(chǎn)生感應(yīng)電荷，金屬板上方電場的等勢面如圖(b)中虛線所示，

相鄰等勢面間的電勢差都相等.若將一正試探電荷先后放于M和N處，該試探電荷受到的電

場力大小分別為和相應(yīng)的電勢能分別為和則()

FMFN.閭pNEE,

A.F<FE>E

MN,pMpN

B.F>FE>E

MN,pMpN

C.F<FE<E

MN,pMPN

D.F>FE<E

MN,PMIS

2.

[2020?全國卷n]如圖，豎直面內(nèi)一絕緣細(xì)圓環(huán)的上、下半圓分別均勻分布著等量異種

電荷.a、b為圓環(huán)水平直徑上的兩個點(diǎn)，c、d為豎直直徑上的兩個點(diǎn)，它們與圓心的距離均

相等.貝N)

A.a、b兩點(diǎn)的場強(qiáng)相等B.a、b兩點(diǎn)的電勢相等

C.c、d兩點(diǎn)的場強(qiáng)相等D.c、d兩點(diǎn)的電勢相等

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3.[2021?河北衡水中學(xué)月考]（多選）如圖所示，在真空中A、B兩點(diǎn)分別固定等量異種

點(diǎn)電荷-Q和+Q，0是A、B連線的中點(diǎn)，acbd是以0為中心的正方形，m、n、p分別為ad、

db、be的中點(diǎn)，下列說法正確的是（）

A.in、n兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同

B.電勢的高低關(guān)系<1>=<1>

nP

C.正電荷由a運(yùn)動到b,其電勢能增加

D.負(fù)電荷由a運(yùn)動到c,電場力做負(fù)功

4.[2021?廣東卷]如圖是某種靜電推進(jìn)裝置的原理圖，發(fā)射極與吸極接在高壓電源兩端,

兩極間產(chǎn)生強(qiáng)電場，虛線為等勢面.在強(qiáng)電場作用下，一帶電液滴從發(fā)射極加速飛向吸極，a、

b是其路徑上的兩點(diǎn).不計(jì)液滴重力.下列說法正確的是（）

高JK電源

帶電液滴，/

a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的低

a點(diǎn)的電場強(qiáng)度比b點(diǎn)的小

液滴在a點(diǎn)的加速度比在b點(diǎn)的小

液滴在a點(diǎn)的電勢能比在b點(diǎn)的大

[2021?廣東七校聯(lián)考]如圖所示是兩個等量異種點(diǎn)電荷，A、B為兩點(diǎn)電荷連線的垂直平

分線上兩點(diǎn)，C、D為兩點(diǎn)電荷連線上兩點(diǎn)，且A、B、C、D與0點(diǎn)間的距離相等，貝|（）

A.A、B、C、D四點(diǎn)場強(qiáng)相同

B.C點(diǎn)電勢比D點(diǎn)電勢低

C.試探正電荷沿直線從A運(yùn)動到B,電場力不做功

D.試探正電荷從C運(yùn)動到D,電勢能增加

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6.對于真空中電荷量為q的靜止點(diǎn)電荷而言，當(dāng)選取離點(diǎn)電荷無窮遠(yuǎn)處的電勢為零時,

離點(diǎn)電荷距離為r處的電勢為6=￥（k為靜電力常量）.如圖所示，兩電荷量大小均為Q的異

種點(diǎn)電荷相距為d,現(xiàn)將一質(zhì)子（電荷量為e）從兩電荷連線上的A點(diǎn)沿以負(fù)電荷為圓心、半徑

為R的半圓形軌跡ABC移到C點(diǎn),在質(zhì)子從A點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中，系統(tǒng)電勢能的變化情況為

()

2kQeR2kQeR

A.臧少dz-Z增加

RB.d?+R2

2kQe2kQe

C.減少D.增加

da—R2dz+Ra

7.[2021?金華十校聯(lián)考]

如圖所示為范德格拉夫起電機(jī),直流高壓電源的正電荷通過電刷E、傳送帶、電刷F,源

源不斷地傳到球殼的外表面，并均勻地分布在球殼的外表面上，從而在球殼和大地間形成高

電壓.當(dāng)達(dá)到某穩(wěn)定的高壓時，一個電子僅在電場力作用下，從金屬球殼外空間中A點(diǎn)運(yùn)動

到B點(diǎn)，下列說法正確的是（）

A.電子在A點(diǎn)的電勢能小于B點(diǎn)的電勢能

B.電子在A點(diǎn)的加速度小于B點(diǎn)的加速度

C.電子在A點(diǎn)的速度小于B點(diǎn)的速度

D.A點(diǎn)的電勢比B點(diǎn)的電勢低

8.[2021?廣州調(diào)研]

-3-

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（多選）如圖，在勻強(qiáng)電場中，質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球由靜止釋放沿斜向下做直線

運(yùn)動，軌跡與豎直方向的夾角為。，則（）

A.場強(qiáng)最小值為咚

q

B.電場方向可能水平向左

C.電場力對小球可能不做功

D.小球的電勢能可能增加

9.[2021?成都摸底]（多選）

MN

如圖所示為某電場中的一條電場線.一負(fù)電荷以大小為V。的速度從M點(diǎn)沿電場線運(yùn)動到N

點(diǎn)，經(jīng)歷時間為t,電勢能變化量為AE.另一正電荷以大小為v的速度從N點(diǎn)沿電場線運(yùn)動

1P10

到M點(diǎn)，經(jīng)歷時間為t,電勢能變化量為AE.已知v的方向平行于電場線，兩電荷的質(zhì)量相

2|>20

等、電荷量絕對值相等，不計(jì)電荷的重力，則（）

A.AE可能小于AEB.AE一定等于AE

PlP2PlP2

c.t可能小于tD.t一定等于t

1212

10.

X...二、

丁…樂:…一”

\

''-

[2021?湖南卷]（多選）如圖，圓心為0的圓處于勻強(qiáng)電場中，電場方向與圓平面平行，

ab和cd為該圓直徑.將電荷量為q（q〉0）的粒子從a點(diǎn)移動到b點(diǎn)，電場力做功為2W（W>0）；

若將該粒子從c點(diǎn)移動到d點(diǎn)，電場力做功為W.下列說法正確的是（）

A.該勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)方向與ab平行

B.將該粒子從d點(diǎn)移動到b點(diǎn)，電場力做功為0.5W

C.a點(diǎn)電勢低于c點(diǎn)電勢

D.若只受電場力，從d點(diǎn)射入圓形電場區(qū)域的所有帶電粒子都做曲線運(yùn)動

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11.[2021?山東濰坊模擬]如圖所示，相距10cm的平行板A和B之間有勻強(qiáng)電場，電場

強(qiáng)度E=2X103V/m,方向向下.電場中C點(diǎn)距B板3cm,B板接地，下列說法正確的是（）

?c

A.A板電勢<t）=2X101VB.A板電勢4）=—200V

AA

c.C點(diǎn)電勢小,=60VD-C點(diǎn)電勢*=-60Y

12.[2021?遼寧五校協(xié)作體聯(lián)考]如果空氣中的電場很強(qiáng)，空氣將急速地發(fā)生破裂或分

解，那么空氣就從絕緣體變成了異體，這種現(xiàn)象稱為空氣的“擊穿”.已知高鐵上方的高壓

電接觸網(wǎng)的電壓為27.5kV.陰雨天時當(dāng)雨傘傘尖周圍的電場強(qiáng)度達(dá)到2.5XlOW/m時空氣就有

可能被擊穿.因此乘客陰雨天打傘站在站臺上時，傘尖與高壓電接觸網(wǎng)的距離應(yīng)大于（）

A.0.6mB.1.1m

C.1.6mD.2.Im

13.[2021?貴陽市高三測試]

B

如圖所示，豎直實(shí)線表示某勻強(qiáng)電場中的一簇等勢面，具有一定初速度的帶電小球的電

場中從A到B做直線運(yùn)動（如圖中虛線所示）.小球只受電場力和重力，則該帶電小球從A運(yùn)動

到B的過程中（）

A.做勻速直線運(yùn)動

B.機(jī)械能守恒

C.機(jī)械能逐漸增大，電勢能逐漸減小

1）.機(jī)械能逐漸減小，電勢能逐漸增大

14.（多選）靜電場中，一帶電粒子僅在電場力的作用下自M點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動，N為粒子

運(yùn)動軌跡上的另外一點(diǎn)，貝4（）

A.運(yùn)動過程中，粒子的速度大小可能先增大后減小

B.在M、N兩點(diǎn)間，粒子的軌跡一定與某條電場線重合

C.粒子在M點(diǎn)的電勢能不低于其在N點(diǎn)的電勢能

D.粒子在N點(diǎn)所受電場力的方向一定與粒子軌跡在該點(diǎn)的切線平行

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15.

[2021?包頭測試]（多選）如圖所示，勻強(qiáng)電場的方向與長方形abed所在的平面平行，ab

=4§ad.電子從a點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)的過程中電場力做的功為4.5eV；電子從a點(diǎn)運(yùn)動到d點(diǎn)的過

程中克服電場力做的功為4.5eV.以a點(diǎn)的電勢為電勢零點(diǎn)，下列說法正確的是（）

A.b點(diǎn)的電勢為4.5V

B.c點(diǎn)的電勢為3V

C.該勻強(qiáng)電場的方向是由b點(diǎn)指向a點(diǎn)

D.該勻強(qiáng)電場的方向是由b點(diǎn)垂直指向直線ac

16.[2021??？谡{(diào)研]（多選）

如圖所示，在光滑絕緣水平地面上相距為L處有兩個完全相同的帶正電小球A和B,它們

的質(zhì)量都為m.現(xiàn)由靜止釋放B球，同時A球以大小為v0的速度沿兩小球連線方向向B球運(yùn)動，

運(yùn)動過程中，兩球最小距離為上下列說法正確的是（）

A.距離最小時與開始時B球的加速度之比為9：1

B.從開始到距離最小的過程中，電勢能的增加量為。nW

2o

c.A、B組成的系統(tǒng)動能的最小值是上1V2

4o

D.B球速度的最大值為v

0

17.

”,

Mt、N

ti\t

/%

（多選）如圖，同一平面內(nèi)的a、b、c、d四點(diǎn)處于勻強(qiáng)電場中，電場方向與此平面平行，

M為a、c連線的中點(diǎn)，N為b、d連線的中點(diǎn).一電荷量為q（q>0）的粒子從a點(diǎn)移動到b點(diǎn)，

其電勢能減小W；若該粒子從c點(diǎn)移動到d點(diǎn)，其電勢能減小W.下列說法正確的是（）

12

A.此勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)方向一定與a、b兩點(diǎn)連線平行

-6-

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B.若該粒子從M點(diǎn)移動到N點(diǎn)，則電場力做功一定為胃w+一w

W

C.若c、d之間的距離為L,則該電場的場強(qiáng)大小一定為廣

D.若則a、M兩點(diǎn)之間的電勢差一定等于b、N兩點(diǎn)之間的電勢差

18.[2021?山西大同開學(xué)考試]如圖甲，A、B是一條電場線上的兩點(diǎn)，若在某點(diǎn)釋放一

初速度為零的電子，電子僅受電場力作用，并沿電場線從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，其速度隨時間變

化的規(guī)律如圖乙所示.則（）

A.A、B兩點(diǎn)的電勢?！葱?/p>

AB

B.A、B兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度E=E

AB

C.電子在A、B兩點(diǎn)的電場力F>F

AB

D.電子在A、B兩點(diǎn)的電勢能E<E

p>\pB

19.[2021?合肥質(zhì)檢]（多選）

/A

//B

,/J/,/c

,///b

如圖所示，A、B、C、D為勻強(qiáng)電場中相鄰的四個等勢面，一電子經(jīng)過等勢面D時，動能

為16eV,速度方向垂直于等勢面D,飛經(jīng)等勢面C時，電勢能為-8eV,飛至等勢面B時速度

恰好為零，已知相鄰等勢面間的距離均為4cm,（電子重力不計(jì)）則下列說法正確的是（）

A.電子做勻變速直線運(yùn)動

B.勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為100V/m

C.等勢面A的電勢為一8V

D.電子再次飛經(jīng)D等勢面時，動能為16eV

20.[2021?邯鄲摸底]（多選）

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D

C、

B\

、、、

A\\

如圖所示，虛線A、B、C、D是某勻強(qiáng)電場中的4個平行且等距的等勢面，其中等勢面C

的電勢為0,一電子僅在靜電力的作用下運(yùn)動，經(jīng)過A、D等勢面時的動能分別為26eV和5eV,

則下列說法正確的是（）

A.等勢面D的電勢為一7V

B.等勢面B的電勢為4V

C.該電子不可能到達(dá)電勢為一10V的等勢面

D.該電子運(yùn)動到某一位置，其電勢能變?yōu)?eV時，它的動能為4eV

21.[2021?長春質(zhì)檢]

MN

'''-h

如圖所示，MN是一正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中的一條電場線，某一帶負(fù)電的粒子（不計(jì)重力）

從a運(yùn)動到b經(jīng)過這條電場線的軌跡如圖中虛線所示.下列判斷正確的是（）

A.粒子從a運(yùn)動到b的過程中動能逐漸減小

B.粒子在a點(diǎn)的電勢能大于在b點(diǎn)的電勢能

C.正點(diǎn)電荷一定位于M的左側(cè)

D.粒子在a點(diǎn)的加速度大于在b點(diǎn)的加速度

22.[2021?福州測試]

（多選）如圖所示，勻強(qiáng)電場中的三個點(diǎn)A、B、C構(gòu)成一個直角三角形，ZACB=90°,ZABC

=60°,EF=d.把一個帶電荷量為+q的點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移動到B點(diǎn)電場力不做功，從B點(diǎn)移

動到C點(diǎn)電場力做功為W.若規(guī)定C點(diǎn)的電勢為零，則（）

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A點(diǎn)的電勢為一一

W

B.B、C兩點(diǎn)間的電勢差為U=一

BCq

W

C.該電場的電場強(qiáng)度大小為丁

dq

D.若從A點(diǎn)沿AB方向飛入一電子，其運(yùn)動軌跡可能是甲

23.用如圖1所示裝置研究平拋運(yùn)動.將白紙和復(fù)寫紙對齊重疊并固定在豎直的硬板上.鋼

球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點(diǎn)飛出，落在水平擋板MN上.由于擋板靠近硬板一側(cè)較低，鋼

球落在擋板上時，鋼球側(cè)面會在白紙上擠壓出一個痕跡點(diǎn).移動擋板，重新釋放鋼球，如此

重復(fù)，白紙上將留下一系列痕跡點(diǎn).

1板白紙

(1)下列實(shí)驗(yàn)條件必須滿足的有

A.斜槽軌道光滑

B.斜槽軌道末段水平

C.擋板高度等間距變化

D.每次從斜槽上相同的位置無初速度釋放鋼球

(2)為定量研究，建立以水平方向?yàn)閤軸、豎直方向?yàn)閥軸的坐標(biāo)系.

a.取平拋運(yùn)動的起始點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，將鋼球靜置于Q點(diǎn)，鋼球的(選填“最上

端"''最下端”或者“球心”)對應(yīng)白紙上的位置即為原點(diǎn);在確定y軸時(選填“需

要”或者“不需要”)y軸與重錘線平行.

b.若遺漏記錄平拋軌跡的起始點(diǎn)，也可按下述方法處理數(shù)據(jù)：如圖2所示，在軌跡上取A、

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B、C三點(diǎn)，AB和BC的水平間距相等且均為x,測得AB和BC的豎直間距分別是％和y『則工

選填“大于”“等于”或者“小于”).可求得鋼球平拋的初速度大小為

(已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,結(jié)果用上述字母表示).

(3)為了得到平拋物體的運(yùn)動軌跡，同學(xué)們還提出了以下三種方案，其中可行的是

A.從細(xì)管水平噴出穩(wěn)定的細(xì)水柱，拍攝照片，即可得到平拋運(yùn)動軌跡

B.用頻閃照相在同一底片上記錄平拋小球在不同時刻的位置，平滑連接各位置，即可得

到平拋運(yùn)動軌跡

C.將鉛筆垂直于豎直的白紙板放置，筆尖緊靠白紙板，鉛筆以一定初速度水平拋出，將

會在白紙上留下筆尖的平拋運(yùn)動軌跡

(4)伽利略曾研究過平拋運(yùn)動，他推斷：從同一炮臺水平發(fā)射的炮彈，如果不受空氣阻

力，不論它們能射多遠(yuǎn)，在空中飛行的時間都一樣.這實(shí)際上揭示了平拋物體.

A.在水平方向上做勻速直線運(yùn)動

B.在豎直方向上做自由落體運(yùn)動

C.在下落過程中機(jī)械能守恒

(5)牛頓設(shè)想，把物體從高山上水平拋出，速度一次比一次大，落地點(diǎn)就一次比一次遠(yuǎn),

如果速度足夠大，物體就不再落回地面，它將繞地球運(yùn)動，成為人造地球衛(wèi)星.

同樣是受地球引力，隨著拋出速度增大，物體會從做平拋運(yùn)動逐漸變?yōu)樽鰣A周運(yùn)動，請

分析原因.

24.空間存在一方向豎直向下的勻強(qiáng)電場，0、P是電場中的兩點(diǎn).從。點(diǎn)沿水平方向以

不同速度先后發(fā)射兩個質(zhì)量均為m的小球A、B.A不帶電，B的電荷量為q(q>0).A從0點(diǎn)發(fā)射

時的速度大小為V。，到達(dá)P點(diǎn)所用時間為t；B從0點(diǎn)到達(dá)P點(diǎn)所用時間為宗重力加速度為g,

求

(1)電場強(qiáng)度的大小；

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⑵B運(yùn)動到P點(diǎn)時的動能.

專題54電場能的性質(zhì)

1.A根據(jù)等差等勢面越密處電場強(qiáng)度越大，可知N處的電場強(qiáng)度E、大于M處的電場強(qiáng)

度E,由電場力公式F=qE可知，試探電荷在N處所受的電場力大于在M處受到的電場力

F.由于越靠近負(fù)電荷電勢越低，可知N點(diǎn)的電勢。、低于M點(diǎn)電勢外，根據(jù)電勢能公式E=q。，

可知正試探電荷在N處的電勢能EjJ、于在M處的電勢能E,所以選項(xiàng)A正確.

2.ABC圓環(huán)上電荷量分布關(guān)于cd左右對稱，且對稱部分電性相同；圓環(huán)上、下部分電

荷量分布關(guān)于ab對稱，但上、下部分所帶電荷的電性相反.故直線ab上場強(qiáng)處處垂直于ab

豎直向下，沿電場線方向電勢逐漸降低，由此可知：E=E,,。=匕，E=E,,小>小,，故A、

ababedcd

B、C正確，D錯誤.

3.BC由等量異種電荷形成的電場的特點(diǎn)可知，m、n兩點(diǎn)的電場方向不同，A錯誤；n、

P兩點(diǎn)關(guān)于A、B連線上下對稱，電勢相等，B正確；正電荷由a運(yùn)動到b,電場力做負(fù)功，電

勢能增大，C正確；負(fù)電荷由a運(yùn)動到c,電場力做正功，1)錯誤.

4.D由于發(fā)射極與電源正極相連接，故發(fā)射極電勢高于吸極電勢，故a點(diǎn)電勢比b點(diǎn)

電勢高，A錯誤；等勢面的疏密反映電場線的疏密，故a點(diǎn)的電場強(qiáng)度大于b點(diǎn)的，液滴在a

點(diǎn)的加速度大于b點(diǎn)的，B、C錯誤；帶電液滴從發(fā)射極加速飛向吸極，從a到b電場力做正

功，故電勢能減小，D正確.

5.C

00kO(d—00

6.AA點(diǎn)的電勢為%+島*R、，C點(diǎn)的電勢為6=一吟+心

Ai<a—KK(a—K)cKa-HK

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R（警），則A、C兩點(diǎn)間的電勢差為U=小一小,=2kQR

十K）ACAcK<□一K）R(d+R)F—iy

plzQpP

質(zhì)子從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，電場力做功為w“且做的是正功，所以質(zhì)子的電勢能減

ACACQ2——K2

少苧黑，故A正確?

7.A8.CD9.BC

10.AB

如圖所示，分別過c點(diǎn)和d點(diǎn)作ab的垂線，由幾何關(guān)系可知，圓心0、垂足e和f將ab

四等分，又因?yàn)榱Ｗ訌腶點(diǎn)移動到b點(diǎn)做的功為從c點(diǎn)移動到d點(diǎn)做功的兩倍，所以粒子從a

點(diǎn)到b點(diǎn)沿電場方向移動的距離為從c點(diǎn)到d點(diǎn)沿電場方向移動距離的兩倍，則勻強(qiáng)電場的

場強(qiáng)方向與ab平行，A正確；根據(jù)勻強(qiáng)電場的特點(diǎn)可知，將粒子從d點(diǎn)移動到b點(diǎn)電場力做

的功是將該粒子從a點(diǎn)移動到b點(diǎn)電場力做的功的;，即將粒子從d點(diǎn)移動到b點(diǎn)電場力做的

功為0.5丑，B正確；根據(jù)正粒子在電場中移動過程做功的情況可知，電勢*a>*c>4?d>*b,C

錯誤；若粒子只受電場力，當(dāng)粒子從d點(diǎn)射入圓形電場區(qū)域的速度方向與ab平行時，帶電粒

子做勻變速直線運(yùn)動，D錯誤.

11.C由U=Ed可知，兩極板之間的電勢差為200V；又=0,所以A板的電勢為200V,

B

3

AB錯誤：C點(diǎn)的電勢*C正確，D錯誤.

C1UA

12.B由題意知傘尖與高壓電接觸網(wǎng)間的電勢差U=27.5kV,當(dāng)電場強(qiáng)度E=2.5X10W/m

時，由公式U=Ed得-傘尖與高壓電接觸網(wǎng)的距離應(yīng)大于1.1m,B

正確.

13.I）電場線與等勢面垂直，所以電場線應(yīng)水平；帶電小球在勻強(qiáng)電場中受到豎直向下

的重力和水平方向的電場力作用，帶電小球做直線運(yùn)動，合力與速度在一條直線上，所以帶

電小球所受的電場力方向必定水平向左，小球做勻減速直線運(yùn)動，選項(xiàng)A錯誤；由于電場力

對帶電小球做負(fù)功，所以帶電小球的機(jī)械能逐漸減小，電勢能逐漸增大，選項(xiàng)BC錯誤，D正

確.

-12-

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14.AC本題考查帶電粒子在電場中運(yùn)動的問題，體現(xiàn)了能量觀念、科學(xué)推理等核心素

養(yǎng).

粒子僅在電場力作用下由靜止開始運(yùn)動，運(yùn)動過程中，電場力可能