Question

有一带负电的小球，其带电量q=-2×10^-3C．如图所示，开始时静止在场强E=200N/C的匀强电场中的P点，靠近电场极板B有一挡板要S，小球与挡板S的距离h=5cm，与A板距离H=45cm，重力作用不计．在电场力作用下小球向左运动，与挡板S相碰后电量减少到碰前的k倍，已知k=

5

6

，而碰后小球的速度大小不变．
（1）设匀强电场中挡板S所在位置的电势为零，则电场中P点的电势为多少？小球在P点时的电势能为多少？（电势能用ε来表示）
（2）小球从P点出发第一次回到最右端的过程中电场力对小球做了多少功？

Answer 1

分析：（1）根据电势差与电场强度的关系求出SP之间的电势差，进而求出P点的电势，根据动能定理求出小球第一次到达挡板S时的动能；
（2）设小球与挡板相碰后向右运动s，根据动能定理即可求解；

解答：解：（1）根据U_p=Ex₁
得：0-U_p=Ex₁
解得：U_p=-10V
小球在P点时的电势能ε=q?UP=-2×103×(-10)J=0.02J
（2）小球向左运动的过程电场力做功：W1=

1

2

mv2
小球向右运动的过程电场力做功：W2=0-

1

2

mv2
W=W₁+W₂=0
答：（1）则电场中P点的电势为-10V，小球在P点时的电势能为0.02J；
（2）小球从P点出发第一次回到最右端的过程中电场力对小球做功为0．

点评：本题主要考查了带电粒子在电场中运动的问题，要知道电场力做的功等于电势差乘以电荷量，匀强电场中电场力做的功等于电场力乘以位移，注意动能定理在粒子运动的应用，难度适中．