Question

如图所示，真空中存在范围足够大的匀强电场，A、B为该匀强电场的两个等势面．现有三个完全相同的带等量正电荷的小球a、b、c，从等势面A上的某点同时以相同速率v向不同方向开始运动，其中a的初速度方向垂直指向等势面B，b的初速度方向平行于等势面，C的初速度方向与a相反．经过一段时间，三个小球先后通过等势面B．已知三个小球始终在该匀强  电场中运动，不计重力，则下列判断中正确的是（ ）

A．等势面A的电势低于等势面B的电势
B．a、c两小球通过等势面B时的速度相同
C．开始运动后的任一时刻．a．b两小球的动能总是相同
D．开始运动后的任一时刻，三个小球之间的距离总是相等

Answer 1

【答案】分析：由题三个带正的小球不计重力，只受电场力作用，都能通过等势面B，即可知电场力方向和电场方向．三个小球通过等势面B时，电场力做功相等，由动能定理可判断速度关系．在同一时刻，a、b两小球竖直位移不同，电场力做功不同，即可得知动能不同，电势能也不同．
解答：解：A、由a、b、c三球经过一段时间后均通过等势面B，可得：电场力方向竖直向下，则电场方向也竖直向下．故A等势面电势较高，故A错误．
B、由动能定理得，a、b两个小球通过等势面B时，电场力做功相等，两球的速度大小和方向都相同．故B正确．
C、同一时间内，a、b两小球竖直位移不同，则电场力做功不同，因此同一时刻的两球的动能不相同，故C错误．
D、可以将三个小球的运动分解为初速度为零的匀加速直线运动和速度为v的匀速直线运动，因为初速度为零的匀加速直线分运动是相同的，故不影响相对位置；经过时间t，ac间距为2vt；ab间距和bc间距为，间距不等，故D错误．
故选B．
点评：本题考查判断和推理能力，根据三球均能通过等势面B，判断出电场方向，根据速度关系，判断竖直位移关系，得到动能关系．