题目内容
有一带负电的小球，其带电荷量q=-2×102C，如图所示，开始时静止在场强为E=2×10-3V/m的匀强电场中的P点，靠近电场极板B有一挡板S，小球与挡板S的距离h=4cm，与A板的距离H=36cm，小球的重力忽略不计，在电场力作用下小球向左运动，与挡板S相碰后电荷量减少到碰前的k倍，已知k=| 7 | 8 |
（1）设匀强电场中挡板S所在位置的电势为零，则小球在P点时的电势能为多少？
（2）小球第一次被弹回到达最右端时距S板的距离为多少？
（3）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？
分析：（1）首先计算P点与S板的电势差即为P点电势，而后应用公式Ep=qφp计算电势能．
（2）第一次被弹回后，小球电量发生变化，但机械能没损失，应用动能定理求解到达最右端时距S板的距离
（3）分向左和向右两个过程，根据动能定理求解电场力做功．
（2）第一次被弹回后，小球电量发生变化，但机械能没损失，应用动能定理求解到达最右端时距S板的距离
（3）分向左和向右两个过程，根据动能定理求解电场力做功．
解答：
解：（1）SP间的电势差：U=φS-φP=Eh=2×103×0.04V=80V．
因：φS=0，∴φP=-80V，
小球在P点时的电势能：Ep=qφp=-2×10-4×（-80）J=0.016J
（2）小球第一次从P到S有动能定理得：
qEh=
mv2
设小球第一次被弹回至最右端距S板的距离为h1
有：q1Eh1=（kq）Eh1=
mv2
得：h1=
h=4.6cm
（3）小球向左运动的过程电场力做功：W1=
mv2
小球向右运动的过程电场力做功：W2=0-
mv2
故电场力做的总功W=W1+W2=0
答：
（1）小球在P点时的电势能为0.016J．
（2）小球第一次被弹回到达最右端时距S板的距离4.6cm．
（3）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零．
解：（1）SP间的电势差：U=φS-φP=Eh=2×103×0.04V=80V．因：φS=0，∴φP=-80V，
小球在P点时的电势能：Ep=qφp=-2×10-4×（-80）J=0.016J
（2）小球第一次从P到S有动能定理得：
qEh=
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设小球第一次被弹回至最右端距S板的距离为h1
有：q1Eh1=（kq）Eh1=
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得：h1=
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（3）小球向左运动的过程电场力做功：W1=
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小球向右运动的过程电场力做功：W2=0-
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故电场力做的总功W=W1+W2=0
答：
（1）小球在P点时的电势能为0.016J．
（2）小球第一次被弹回到达最右端时距S板的距离4.6cm．
（3）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零．
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．
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寒假天地重庆出版社系列答案
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