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在静电力的作用下运动，经过a．b点时的动能分别为25eV和4eV．当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为-10eV时，它们动能应为（　　）

A．10eV

B．19eV

C．21eV

D．29eV

Answer 1

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-10eV时的动能值．

解答：解：由题，电荷经过a、b点时的动能分别为25eV和4eV，动能减小为21eV．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7eV，电势能增大，等势面3的电势为0，电荷经过b时电势能为7eV；
又由题，电荷经b点时的动能为4eV，所以电荷的总能量为E=E_p+E_k=7eV+4eV=11eV，其电势能变为-10eV时，根据能量守恒定律得到，动能应为21eV．
故选：C

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．