Question

如圖所示，真空中同一平面內固定兩點電荷+2Q和一Q，以點電荷+2Q為圓心的圓上有a、b、c、d四點，其中b點為兩點電荷連線與圓的交點，a、c兩點關于連線對稱，ad為圓的直徑，且d距-Q．當電子經過這四點時，下列說法正確的是
（　　）

• A、b處電勢能最大
• B、d處電勢能最大
• C、d處電場力最大
• D、a、c兩處電場力相同

Answer 1

分析：a、b、c、d四點的電場是由正電荷與負電荷合成的，由于a、b、c、d四點在以點電荷+2Q為圓心的圓上，所以由正電荷產生的電勢在a、b、c、d四點是相等的，a、b、c、d四點的總電勢可以通過負電荷產生的電場的電勢來判定．由于a、b、c、d四點在以點電荷+2Q為圓心的圓上，所以a、b、c、d四點的電場強度的大小是相等的．

解答：解：A、B：由于a、b、c、d四點在以點電荷+2Q為圓心的圓上，所以由正電荷產生的電勢在a、b、c、d四點是相等的，a、b、c、d四點的總電勢可以通過負電荷產生的電場的電勢來判定．負電荷產生的電場中，離開負電荷越近的點，電勢越低；離開負電荷越遠的點，電勢越高；所以d點的電勢最高，b點的電勢最低．電子帶負電荷，所以它在b點處的電勢能最大，在d點處的電勢能最小．故A正確，B錯誤；
   C：由于a、b、c、d四點在以點電荷+2Q為圓心的圓上，所以a、b、c、d四點的電場強度的大小是相等的．b點離負電荷最近，而且b點的兩個點電荷產生的電場的方向相同，所以b點的合場強最大，電子在b點受到的電場力最大．故C錯誤；
   D：根據庫侖定律，故2Q在a點的電場等于-Q在a點產生的電場，所以a點的合場強的方向是向右偏上；同理，兩個點電荷在c點產生的合場強的方向向右偏下．所以電子在a、c兩點受到的電場力的方向是不同的，兩個電場力就是不同的．故D錯誤．
故選：A

點評：本題考查判斷電勢、場強大小的能力，要利用庫侖定律和場強的矢量合成的方法對各點的電勢和場強進行判定．難度應屬于中檔題目．