Question

图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0．一带正电的点电荷只在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为23eV和5eV．当这一点电荷运动到某一位置时，其电势能变为-8eV，它的动能应为（ ）
A．8eV
B．11eV
C．15eV
D．19eV

Answer 1

【答案】分析：由题，相邻的等势面之间的电势差相等，电荷在相邻等势面间运动时电场力做功相等，电势能变化量相等，根据能量守恒定律确定出电荷在b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电势能变为-8eV时的动能值．
解答：解：由题，电荷经过a、b点时的动能分别为23eV和5eV，动能减小为18eV．而相邻的等势面之间的电势差相等，电荷在相邻等势面间运动时电场力做功相等，电势能变化量相等，则电荷从3等势面到4等势面时，动能减小6eV，电势能增大，等势面3的电势为0，电荷经过b时电势能为6eV；
又由题，电荷经b点时的动能为5eV，所以电荷的总能量为E=E_p+E_k=6eV+5eV=11eV，其电势能变为-8eV时，根据能量守恒定律得到，动能应为19eV．
故选D．
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．