Question

如圖所示，虛線表示等勢面，相鄰兩等勢面間的電勢差相等，有一帶正電的小球在電場中運動，實線表示該小球的運動軌跡．小球在a點的動能等于20eV，運動到b點時的動能等于2eV．若取c點為電勢零點，則當這個帶電小球的電勢能等于-6eV時（不計重力和空氣阻力），它的動能等于（　　）

A．16eV

B．14eV

C．6eV

D．4eV

Answer 1

分析：解決本題需掌握：小球只受電場力時，小球的動能和電勢能之和保持不變；正確判斷小球在電場中所受電場力方向以及電場力做功情況．

解答：解：小球自a點運動到b時，電場力做負功：W_ab=2eV-20eV=-18eV  ①
由于相鄰兩等勢面的電勢差相等，故電勢差的大小關系有：U_ab=3U_bc    ②
從b到c電場力做正功，根據(jù)動能定理有：W_bc=E_kc-E_kb              ③
聯(lián)立①②③可得E_kc=8eV．
由于只有電場力做功，電勢能和動能和保持不變，故在c點：E=E_p+E_k=8eV
即電勢能和動能之和為8eV，因此當電勢能等于-6eV時動能為14eV，故ACD錯誤，B正確．
故選B．

點評：學習電場中的功能關系時可以類比在重力場的功能關系，如只有重力做功，動能和電勢能之和保持不變；那么只有電場力做功，電勢能和動能之和保持不變．