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(2014•孝感二模)如图所示,真空空间中四点O、A、B、C恰为一棱长为L的正四面体的四个顶点,其中A、B、C三点在水平面内,O′为三角形ABC的几何中心.已知静电力常量为k,重力加速度为g

题目详情
(2014•孝感二模)如图所示,真空空间中四点O、A、B、C恰为一棱长为L的正四面体的四个顶点,其中A、B、C三点在水平面内,O′为三角形ABC的几何中心.已知静电力常量为k,重力加速度为g,下列说法正确的是(  )

A.若A、B、C三点各固定一电荷量为Q的正点电荷,则O点电势比O′点电势高
B.若A、B、C三点各固定一电荷量为Q的正点电荷,将另一质量为m的带正电的小球(可视为点电荷)放置在O点恰静止,则小球所带的电荷量为
6
mgL2
6kQ

C.若A、B、C三点各固定一电荷量为Q的负点电荷,则O点与AB、BC、AC三边中点的电势差相等
D.若A、B、C三点各固定一电荷量为Q的负点电荷,则O点的场强比O′点的场强大
▼优质解答
答案和解析
A、若A、B、C三点各固定一电荷量为Q的正点电荷,将一个正的试探电荷从O’点移动到O点,电场力做正功,电势降低,故A错误;
B、若A、B、C三点各固定一电荷量为Q的正点电荷,将另一质量为m的带正电的小球(可视为点电荷)放置在O点恰静止,小球受到的三个电场力的合力与重力平衡;根据平衡条件,有:
3Fcosθ=mg
其中:F=k
Q q
L2

sinθ=
3
3
L
L
=
3
3
,故cosθ=
1−sin
1−
1
3
6
3

解得:q=
6
mgL2
6kQ
,故B正确;
C、若A、B、C三点各固定一电荷量为Q的负点电荷,结合对称性可知,O点与AB、BC、AC三边中点的电势差相等;故C正确;
D、若A、B、C三点各固定一电荷量为Q的负点电荷,O点的场强不为零,O’点的场强为零,故O点的场强比O′点的场强大,故D正确;
故选:BCD.