Question

20．地球表面附近某区域存在大小为1.5×10²N/C、方向竖直向下的电场．将一质量为1.0×10^-4kg、带电量为+1.0×10^-7C的小球由静止释放，则该小球在此区域内下落10m的过程中，其电势能和动能的变化情况为（不计空气阻力，重力加速度g=10m/s²）（　　）

• A． 电势能增大1.5×10^-4J，动能增大 1.015×10^-2J
• B． 电势能减小1.5×10^-4J，动能增大 0.985×10^-2J
• C． 电势能减小1.5×10^-4J，动能增大 1.015×10^-2J
• D． 电势能增大1.5×10^-4J，动能增大 0.985×10^-2J

Answer 1

分析 小球的电势能的改变量看电场力做功，动能的改变量取决于合外力做功，根据功的计算公式分别求出电场力做功和合外力做功，即可解答．

解答 解：小球带正电，所受的电场力向下，则电场力对小球做正功，为：W_电=qEs=1.0×10^-7×1.5×10²J=1.5×10^-4J，则小球的电势能减小1.5×10^-4J．
合外力对小球做功为：W_合=（mg+qE）s=（1.0×l0^-4×10+1.0×10^-7×1.5×10²）×10J=1.015×10^-2J，根据动能定理得知：动能增大1.015×10^-2J．
故选：C．

点评 解决本题的关键是掌握常见的功能关系，知道电场力做功决定了电势能的变化，合外力做功决定了动能的变化．