电势的三个基本公式

前几天，有同学在一个群组里面询问了一个涉及多个基础知识点的题目，主要包括点电荷的电场分布、电场强度的矢量理解、电势高低的判断等。题目考察的重点已经清晰地呈现在下方的图片中：

题目涉及的知识点包括：

1. 点电荷的电场分布规律。

2. 电场强度的矢量性质。

3. 电势的高低的判断方法和等势面的理解。

4. 电场力做功与电势能变化之间的关系。

针对题目给出的选项进行解析：

对于选项A，由于A和A’离顶点O的距离相等，根据点电荷的电场强度公式，两者的大小应该是相等的。电场强度是矢量，除了大小之外，还需要考虑方向。从题目给出的图像来看，A和A’的电场强度方向并不相同。选项A是错误的。这一解析提示我们，对于矢量物理量，要判断是否相同或相等，必须同时考虑其大小和方向。

对于选项B，关于负电荷从B点移动到B’过程中电势能的变化。我们可以从两个方面进行分析：一是直接根据电势能的定义进行分析；二是从电场力做功的角度来分析电势能的变化。根据等势面的分布，从B到B’，电势先升高再降低，而B和B’两点电势相同。对于负电荷来说，其沿直线从B点移动到B’，电势能会先降低再升高。从电场力做功的角度来看，负电荷在移动过程中，电场力先做正功再做负功，这也导致电势能先降低后升高。选项B是正确的。

对于选项C，关于平行于地面的圆心O1的截面是否是等势面的问题。根据点电荷的电场线及等势面的分布，我们可以判断这个截面并不是等势面，也不满足等势面始终与电场线垂直的特点，所以选项C是错误的。

对于选项D，关于点电荷的场强以及中点C的电势问题。点电荷的场强并不是匀强电场，因此中点C的电势并不是A’和B’电势的平均值。根据正点电荷的电场线分布，我们可以知道离场源电荷越近，等势面或线越密集，而且沿电场方向电势是下降的。中点C的电势要小于A’和B’电势的平均值。

以上是对该题目的详细解析，供各位学习和参考。