题目内容

如图所示,A、B、C、D为匀强电场中相邻的等势面,一个电子垂直经过等势面D时的动能为20eV,经过等势面C时的电势能为-10eV,到达等势面B时的速度恰好为零,已知相邻等势面间的距离为5cm,不计电子的重力,下列说法中正确的是(  )
分析:电子从D到B过程,根据动能定理求出BD间电势差,即可得到A等势面的电势;由E=
U
d
求解电场强度;根据能量守恒可知,电子再次经过D等势面时,动能为20eV;匀强电场中电子所受的电场力是恒力,电子做匀变速直线运动.
解答:解:A、电子从B到D过程,根据动能定理得:-eUDB=0-EkD,解得,UDB=20V;-eUDC=EKC-EKD
联立以上3公式,求得:EKC=
1
2
EKD=10eV
所以电子的总能量:E=EKC+EPC=0
到达等势面B时的速度恰好为零,电子的动能为0,所以该电场中的等势面B是0势能面.
由于是等差的等势面,则知,C等势面的电势为10V.故A正确.
B、对于BD段:电场强度为E=
UBD
d
=
20
2×5×10-2
=200V/m.故B正确.
C、根据能量守恒可知,电子再次经过D等势面时,电势能不变,动能不变,其动能仍为20eV;故C错误.
D、根据电场线与等势面垂直可知,该电场是匀强电场,电子做匀变速直线运动.故D错误.
故选:AB.
点评:解决本题的关键知道等势面与电场线关系,掌握匀强电场的场强公式,以及电场力做功与电势差的关系.
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