题目内容
【题目】如图所示,虚线表示等势面,相邻等势面间的电势差相等,有一带电的小球在该电场中运动,不计小球的重力和空气阻力,实线表示该带正电小球的运动轨迹,小球在a点的动能等于20eV,运动到b点的动能等于2eV.若取c点为零电势点,则这个带电小球的电势能等于﹣6eV时,它的动能等于( )
A. 16 eV B. 4 eV C. 6 eV D. 14 eV
【答案】D
【解析】
设相邻两等势面间的电势差为U,小球的电荷量为q,小球从a到b和从b到c分别根据动能定理得:-q3U=Ekb-Eka,qU=Ekc-Ekb;解得: eV=8eV;因为c点为零电势,所以小球在c点时的电势能为:Ec=qφc=0.小球在电场中运动时,只有电场力做功,因此有W电=△Ek, 同时,W电=-△Ep, 所以△Ek+△Ep=0,即只有电场力做功时,小球的动能与电势能的总和保持不变.设小球电势能为-6eV时,在电场中的P点位置,由于小球的动能与电势能的总和保持8eV不变,所以有EkP+Ep=8eV,解得:EkP=8eV-Ep=[8-(-6)]eV=14eV.故选D.
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