Question

如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且相邻两等势线间电势差相等，正电荷在等势线φ₃上时具有动能20J，它运动到等势线φ₁时速度为零，令φ₂=0，那么该电荷的电势能为-6J时，其动能大小为（　　）

A．16J

B．10J

C．6J

D．4J

Answer 1

分析：电荷在电场中只受电场力，其动能与电势能的总量保持不变．根据电荷在ф₃上时的动能，确定电荷的总能量，再根据能量守恒求出电荷的电势能为4J时的动能大小．

解答：解：由题，正电荷在等势线φ₃上时具有动能20J，它运动到等势线φ₁时速度为零，动能为0，W32=

1

2

W31=0-EK0=-10J，所以正电荷到达φ₂时的动能：
W₃₂=E_K2-E_K0，E_K2=10J．而ф₂=0，电荷的电势能为零，则正电荷具有的总能量为E=E_K2=10J．根据能量守恒定律得到，电荷在运动过程中，动能与电势能的总量保持不变，所以当该电荷的电势能为-6J时，其动能大小为E_k=10J-（-6）J=16J
故选：A

点评：本题关键确定电荷的总能量，要选好所研究的等势面．若取ф₂=0，可根据电场力做功与电势差成正比，确定电荷在ф₂上的动能，再求出总能量．