Question

7．如圖所示，A、B、C、D為勻強電場中相鄰的四個等勢面，一個電子垂直經過等勢面D時，動能為20eV，飛至等勢面B時速度恰好為零，若飛經等勢面C時電勢能為-10eV，則電子的動能為2eV時，電勢能為（重力不計）（　　）

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

Answer 1

分析 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D點運動到B時，電場力做負功：W_DB=0eV-20eV=-20eV 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_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時的動能：E_kc=E_kD+W_DC=20-10=10eV；
所以粒子的電勢能與動能之和：E=0
因此當動能等于2eV時電勢能為-2eV，
故選：A．

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．