Question

11．如圖所示，正四面體的棱長(zhǎng)為a，A、B、C、D是其四個(gè)頂點(diǎn)，現(xiàn)在B、D兩點(diǎn)分別固定電荷量均為q的異種點(diǎn)電荷，靜電力常量為k，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． A、C兩點(diǎn)電勢(shì)相等
• B． A、C兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向不同
• C． C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為$\frac{kq}{{a}^{2}}$
• D． 將一正電荷從A點(diǎn)沿直線移動(dòng)到C點(diǎn)，電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功

Answer 1

分析 +q、-q是兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷，其電場(chǎng)線和等勢(shì)面分布具有對(duì)稱性，通過(guò)BD的中垂面是一個(gè)等勢(shì)面，A、C在同一等勢(shì)面上，電勢(shì)相等，根據(jù)對(duì)稱性分析A、C場(chǎng)強(qiáng)關(guān)系．根據(jù)點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)的公式和平行四邊形定則計(jì)算出C點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度；在等勢(shì)面上運(yùn)動(dòng)點(diǎn)電荷電場(chǎng)力不做功．

解答 解：AB、據(jù)題，B、D兩點(diǎn)分別固定電荷量均為q的異種點(diǎn)電荷，通過(guò)BD的中垂面是一等勢(shì)面，A、C在同一等勢(shì)面上，電勢(shì)相等，A、C兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)都與等勢(shì)面垂直，方向相同，根據(jù)對(duì)稱性可知，場(chǎng)強(qiáng)大小相等，故A、C兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)均相同．故A正確，B錯(cuò)誤；
C、兩個(gè)電荷在C點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大�。篍₁=E₂=$\frac{kq}{{a}^{2}}$，方向的夾角為120°，則C點(diǎn)的合場(chǎng)強(qiáng)E=E₁=E₂=$\frac{kq}{{a}^{2}}$，如圖．故C正確；
D、由題，通過(guò)AB的中垂面是一等勢(shì)面，A、C在同一等勢(shì)面上，電勢(shì)相等，將一正電荷從A點(diǎn)移動(dòng)到C點(diǎn)，電場(chǎng)力不做功．故D錯(cuò)誤．
故選：AC

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵要掌握等量異種電荷電場(chǎng)線和等勢(shì)線分布情況，抓住ABCD是正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)這一題眼，即可得出A、C處于通過(guò)AB的中垂面是一等勢(shì)面上．