Question

如图所示，虚线表示等势面，相邻两等势面间的电势差相等，有一带正电的小球在电场中运动，实线表示该小球的运动轨迹．小球在a点的动能等于20eV，运动到b点时的动能等于2eV．若取c点为电势零点，则当这个带电小球的电势能等于-6eV时（不计重力和空气阻力），它的动能等于（　　）

A．16eV

B．14eV

C．6eV

D．4eV

Answer 1

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，电场力做负功：W_ab=2eV-20eV=-18eV  ①
由于相邻两等势面的电势差相等，故电势差的大小关系有：U_ab=3U_bc    ②
从b到c电场力做正功，根据动能定理有：W_bc=E_kc-E_kb              ③
联立①②③可得E_kc=8eV．
由于只有电场力做功，电势能和动能和保持不变，故在c点：E=E_p+E_k=8eV
即电势能和动能之和为8eV，因此当电势能等于-6eV时动能为14eV，故ACD错误，B正确．
故选B．

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，动能和电势能之和保持不变；那么只有电场力做功，电势能和动能之和保持不变．