题目内容

3.如图所示,虚线表示等势面,相邻两等势面间的电势差相等,有一带电的小球在该电场中运动,不计小球所受的重力和空气阻力,实线表示该带正电的小球的运动轨迹,小球在a点的动能等于25eV,运动到b点时的动能等于4eV,若取C点为零电势点,则这个带电小球在b点的电势能等于(  )
A.4eVB.5eVC.6eVD.7eV

分析 解决本题需掌握:小球只受电场力时,小球的动能和电势能之和保持不变;正确判断小球在电场中所受电场力方向以及电场力做功情况.

解答 解:小球自a点运动到b时,根据动能定理得:
电场力做功为:Wab=Ekb-Eka=4eV-25eV=-21eV  ①
由于相邻两等势面间的电势差相等,故电势差的大小关系有:Uab=3Ucb    ②
从c到b电场力做功为:Wcb=qUbc              ③
从a到b电场力做功为:Wab=qUab              ④
联立解得:Wcb=-7eV,所以小球从c到b电势能增加7eV,取C点为零电势点,则这个带电小球在b点的电势能为7eV.
故选:D.

点评 学习电场中的功能关系时可以类比在重力场的功能关系,如只有重力做功,动能和重力势能之和保持不变;那么只有电场力做功,电势能和动能之和保持不变.

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