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12.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2的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动,经过a、b点时的动能分别为27eV和9eV.当这一点电荷运动到某一位置.其电势能变为-8eV时,它的动能为(  )
A.8eVB.15eVC.20eVD.29eV

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27eV和9eV,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2等势面到4等势面时,动能减小12eV,电势能增大,等势面2的电势为0,电荷经过b时电势能为12eV,又由题,电荷b点时的动能为9eV,所以电荷的总能量为E=Ep+Ek=12eV+9eV=21eV,其电势能变为-8eV时,根据能量守恒定律得到,动能应为29eV.
故选:D

点评 该题考查电场中的电势能与动能之间的相互转化关系,解答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.

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