题目内容

5.图中实线为静电场中的等势面1、2、3,它们的电势依次为φ、0、-2φ,a、b分别为等势面2、3上的两点.一带负电的点电荷在静电力的作用下运动.经过a、b点时的动能分别为10eV和4eV,当这一点电荷运动到等势面1的位置时,它的动能和电势能分别是(  )
A.13eV,-3eVB.13eV,7eVC.13eV,3eVD.7eV,13eV

分析 由题,相邻的等势面之间的电势差关系,电荷在相邻等势面间运动时电场力做功,电势能变化量,根据能量守恒定律确定出电荷在a等势面上的电势能,写出电荷的总能量,再由能量守恒求出其动能为4eV时的电势能;再求电荷运动到等势面1的位置时,动能和电势能

解答 解:由题,电荷经过a、b点时的动能分别为10eV和4eV,动能减小为6eV.根据电场力做功转换为电势能,则b电势能为 6eV,由电势差关系,推得电荷在a的电势能为-3eV,又由题,电荷经a点时的动能为10eV,根据能量守恒定律得到电荷的总能量为E=Ep+Ek=-3eV+Ek=10eV,
电势能应为-13eV.
故选:A

点评 本题关键要根据电场力做功与电势差的关系确定电荷的总能量.中等难度

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