Question

如图所示，真空中同一平面内固定两点电荷+2Q和一Q，以点电荷+2Q为圆心的圆上有a、b、c、d四点，其中b点为两点电荷连线与圆的交点，a、c两点关于连线对称，ad为圆的直径，且d距-Q．当电子经过这四点时，下列说法正确的是
（　　）

• A、b处电势能最大
• B、d处电势能最大
• C、d处电场力最大
• D、a、c两处电场力相同

Answer 1

分析：a、b、c、d四点的电场是由正电荷与负电荷合成的，由于a、b、c、d四点在以点电荷+2Q为圆心的圆上，所以由正电荷产生的电势在a、b、c、d四点是相等的，a、b、c、d四点的总电势可以通过负电荷产生的电场的电势来判定．由于a、b、c、d四点在以点电荷+2Q为圆心的圆上，所以a、b、c、d四点的电场强度的大小是相等的．

解答：解：A、B：由于a、b、c、d四点在以点电荷+2Q为圆心的圆上，所以由正电荷产生的电势在a、b、c、d四点是相等的，a、b、c、d四点的总电势可以通过负电荷产生的电场的电势来判定．负电荷产生的电场中，离开负电荷越近的点，电势越低；离开负电荷越远的点，电势越高；所以d点的电势最高，b点的电势最低．电子带负电荷，所以它在b点处的电势能最大，在d点处的电势能最小．故A正确，B错误；
   C：由于a、b、c、d四点在以点电荷+2Q为圆心的圆上，所以a、b、c、d四点的电场强度的大小是相等的．b点离负电荷最近，而且b点的两个点电荷产生的电场的方向相同，所以b点的合场强最大，电子在b点受到的电场力最大．故C错误；
   D：根据库仑定律，故2Q在a点的电场等于-Q在a点产生的电场，所以a点的合场强的方向是向右偏上；同理，两个点电荷在c点产生的合场强的方向向右偏下．所以电子在a、c两点受到的电场力的方向是不同的，两个电场力就是不同的．故D错误．
故选：A

点评：本题考查判断电势、场强大小的能力，要利用库仑定律和场强的矢量合成的方法对各点的电势和场强进行判定．难度应属于中档题目．