Question

如圖所示的勻強電場E的區域內，由A、B、C、D、A'、B'、C'、D'作為頂點構成一正方體空間，電場方向與ABCD面垂直．下列說法正確的是（　　）

A．AD兩點間電勢差U_AD與A A'兩點間電勢差U_AA'相等

B．同一帶電粒子從A點沿路徑A→D→D'移到D'點與從B點沿路徑B→C→C'移到C'點，電場力做功相同

C．帶負電的粒子從A點沿路徑A→D→D'移到D'點，電勢能減小

D．同一帶電粒子從A點移到A'點與從A點移到C'點，電場力做功不相同

Answer 1

分析：此題涉及到了電場部分的幾個知識點，首先明確在同一等勢面上移動電荷時電場力不做功，在同一等勢面上的兩點間的電勢差為零，而不在同一等勢面上的兩點間的電勢差不為零．從而可判斷A的對錯；電場力做正功還是負功，取決于電荷的電性和始末位置的電勢差，從而可判斷B的對錯；在只有電場力做功的情況下，電荷的電勢能和動能之和保持不變，即電場力做正功，電勢能減少，電荷克服電場力做功，電勢能增加；還有就是電場力做功與路徑無關，只取決于始末位置間的電勢差和電量有關從而可判斷CD的正誤．

解答：解：
A、電場力的方向與面ABCD垂直，所以面ABCD是等勢面，A、D兩點的電勢差為0，又因A、A′兩點沿電場線的方向有距離所以UAA′不為0，所以選項A錯．
B、帶電的粒子從A點沿路徑A→D→D'移到D'點與從B點沿路徑B→C→C'移到C'點，因為A與B電勢相等，D′與C′電勢相等，所以它們電場力做功相同，故選項B正確；
C、同理，帶負電的粒子從A點沿路徑A→D→D'移到D'點，電場力做負功，電勢能增大，選項C錯誤；
D、同一帶電粒子從A點移到A'點與從A點移到C'點，由于A′與C′電勢相等，所以它們電場力做功相等，故選項D錯誤．
故選B．

點評：本題主要考察了電場中的功能關系，從以下幾方面分析：
（1）、只有電場力做功，電荷的電勢能和動能之和保持不變．
（2）、只有電場力和重力做功，電勢能、重力勢能、動能三者之和保持不變．
（3）、電場力做的正功，等于電勢能的減少量；電場力做負功，等與電勢能的增加量．