Question

圖中虛線所示為靜電場中的等勢面1、2、3、4，相鄰的等勢面之間的電勢差相等，其中等勢面3的電勢為0．一帶正電的點電荷只在靜電力的作用下運動，經過a、b點時的動能分別為23eV和5eV．當這一點電荷運動到某一位置時，其電勢能變為-8eV，它的動能應為（　　）

A．8eV

B．11eV

C．15eV

D．19eV

Answer 1

分析：由題，相鄰的等勢面之間的電勢差相等，電荷在相鄰等勢面間運動時電場力做功相等，電勢能變化量相等，根據能量守恒定律確定出電荷在b等勢面上的電勢能，寫出電荷的總能量，再由能量守恒求出其電勢能變為-8eV時的動能值．

解答：解：由題，電荷經過a、b點時的動能分別為23eV和5eV，動能減小為18eV．而相鄰的等勢面之間的電勢差相等，電荷在相鄰等勢面間運動時電場力做功相等，電勢能變化量相等，則電荷從3等勢面到4等勢面時，動能減小6eV，電勢能增大，等勢面3的電勢為0，電荷經過b時電勢能為6eV；
又由題，電荷經b點時的動能為5eV，所以電荷的總能量為E=E_p+E_k=6eV+5eV=11eV，其電勢能變為-8eV時，根據能量守恒定律得到，動能應為19eV．
故選D．

點評：本題關鍵要根據電場力做功與電勢差的關系確定電荷的總能量．中等難度．