题目

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粒子a、b、c，从等势面A上的某点同时以相同速率v₀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，三个粒子先后通过等势面B.已知三个粒子始终在该匀强电场中运动，不计重力，下列判断正确的是（　　）
A. 等势面A的电势高于等势面B的电势
B. a、b、c三粒子通过等势面B时的速度大小相等
C. 开始运动后的任一时刻，a、b两粒子的动能总是相同
D. 开始运动后的任一时刻，三个粒子电势能总是相等

提问时间：2021-03-31

答案

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正确．
B、由动能定理得，a、b、c两个小球通过等势面B时，电场力做功相等，三个球的速度大小．故B正确．
C、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v₀的匀速直线运动，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v₀的匀速直线运动，同一时间内，三个小球竖直位移不同，则电场力做功不同，因此同一时刻的电势能是不相等的，故D错误．
故选：AB．

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．

本题考点：电势；电场强度；电势能．

考点点评：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．