Question

空间中有一个正方体abfe-dcgh，有一对等量异种点电荷分别位于空间中的d点和g点．现在各顶点间移动一正试探电荷，关于该试探电荷所受的电场力和具有的电势能，以下判断正确的是（　　）

A．在e点和b点所受电场力大小相等，方向相同

B．在a点和f点所受电场力大小相等，方向相同

C．在e点和b点电势能相等

D．在a点和f点电势能相等

Answer 1

分析：一对等量异种电荷在空间产生的电场具有对称性，根据电场线的分布情况和对称性，分析场强大小和方向，判断电场力大小和方向的关系．根据等势面分布情况，判断电势关系，确定电势能的关系．

解答：解：A、根据等量异种电荷电场线的分布情况如图：可知h、e、b、c都在过+Q与-Q连线的中垂面上，结合两个图可得，e点与b点的到两个点电荷距离相等，所以它们的场强大小相等；它们的方向都与中垂面垂直，所以方向相同．所以试探电荷所受电场力大小相等，方向相同．故A正确．
B、同理，对a点和f点，两点在两个点电荷的下方，从图中的位置可以看出，两点的合场强的方向方向不同．故B错误．
C、如右图（俯视图），h、e、b、c都在过+Q与-Q连线的中垂面上，而此中垂面是一个等势面，故在e点和b点电势能相等．故C正确．
D、根据等势面的分布和顺着电场线电势降低可知，a点的电势较高，则正试探电荷在a点电势能较大．故D错误．
故选：AC

点评：本题的解题关键是抓住对称性进行分析，等量异种电荷电场线和等势线的分布情况是考试的热点，要熟悉，并能在相关问题中能恰到好处地应用．