Question

3．如图所示，在竖直面内有一以O点为圆心的圆，AB、CD分别为这个圆沿竖直和水平方向的直径，该圆处于静电场中．将带负电荷的小球从O点以相同的动能分别沿竖直平面向不同方向射出，小球会沿圆所在平面运动并经过圆周上不同的点．已知小球从O点分别到A、B两点的过程中电场力对它做的功相同，小球到达D点时的电势能最大．若小球只受重力和电场力的作用，则下列说法中正确的是（　　）

• A． 此电场可能是位于C点的正点电荷形成的
• B． 小球到达B点时的动能等于到达点A时的动能
• C． 小球到达B点时的机械能与它在圆周上其他各点相比最小
• D． 小球到达A点时的电势能和重力势能之和与它在圆周上其他各点相比最小

Answer 1

分析 对于负电荷电势能大的地方的电势小，故D点的电势最低；电场力做功，电势能与机械能之间相互转化．

解答 解：A、AB两点的电势相等，对于负电荷电势能大的地方的电势小，故D点的电势最低；说明了该区域内的电场可能具有一定的对称性，若是正电荷的电场，正电荷在OC的连线上或延长线上；若是负电荷，负电荷在OD上，或OD的延长线上．故A正确；
B、AB两点的电势相等，物体在A点的重力势能要大于物体在B点的重力势能，小球在A点的动能小于在B点的动能，故B错误．
C、AB两点处于CD之间，小球在AB两点的电势能也介于CD之间，不是最大，也不是最小，故C错误；
D、小球从O点分别到A、B两点的过程中电场力对它做的功相同，说明AB两点的电势相等，物体在A点的重力势能要大于物体在B点的重力势能，故D错误；
故选：A

点评 该题考查电场力做功与电势能改变之间的关系，和能量的转化与守恒，属于基础题目，有一定的难度．解题的关键在：对于负电荷电势能大的地方的电势小，故D点的电势最低．