Question

7．如图所示，A、B、C、D为匀强电场中相邻的四个等势面，一个电子垂直经过等势面D时，动能为20eV，飞至等势面B时速度恰好为零，若飞经等势面C时电势能为-10eV，则电子的动能为2eV时，电势能为（重力不计）（　　）

• A． -2 eV
• B． -8eV
• C． 8 eV
• D． 12 eV

Answer 1

分析 小球只受电场力时，小球的动能和电势能之和保持不变；正确判断小球在电场中所受电场力方向以及电场力做功情况．

解答 解：小球自D点运动到B时，电场力做负功：W_DB=0eV-20eV=-20eV ①
由于相邻两等势面的电势差相等，故电势差的大小关系有：U_DC=U_CB=$\frac{1}{2}$U_DB=$\frac{1}{2}$•$\frac{{W}_{DC}}{-e}$=10V ②
W_DC=W_CD=$\frac{1}{2}$W_DB=-10eV
粒子在C时的动能：E_kc=E_kD+W_DC=20-10=10eV；
所以粒子的电势能与动能之和：E=0
因此当动能等于2eV时电势能为-2eV，
故选：A．

点评 学习电场中的功能关系时可以类比在重力场的功能关系，如只有重力做功，动能和电势能之和保持不变；那么只有电场力做功，电势能和动能之和保持不变．