Question

如圖所示，一電場(chǎng)中的等勢(shì)面是一簇互相平行的平面，其中φ_B=0，BC之間的間距是AB的2倍．一帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下，依次經(jīng)過(guò)等勢(shì)面A、B、C，軌跡為拋物線，如圖中實(shí)線，已知通過(guò)A時(shí)的動(dòng)能為40J，通過(guò)C時(shí)的動(dòng)能為10J，則當(dāng)該粒子電勢(shì)能為-5J時(shí)，其動(dòng)能為（　�。�

• A、45J
• B、35J
• C、30J
• D、20J

Answer 1

分析：電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直，根據(jù)等勢(shì)面是相互平行的直線判斷電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，由于只有電場(chǎng)力做功，故只有動(dòng)能和電勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，電勢(shì)能和動(dòng)能之和守恒；根據(jù)U=Ed，U_BC=2 U_AB．

解答：解：從等勢(shì)面的分布及軌跡為拋物線可知為勻強(qiáng)電場(chǎng)，則U_BC=2 U_AB，粒子在從A到C的過(guò)程中，動(dòng)能損失30J，故克服電場(chǎng)力做功30J，則從A到B的過(guò)程，克服電場(chǎng)力做功10J，到達(dá)B等勢(shì)面時(shí)的動(dòng)能為30J，此過(guò)程中只有電場(chǎng)力做功，因而只有動(dòng)能和電勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化，也就是動(dòng)能和電勢(shì)能之和為一個(gè)定值，而在B上電勢(shì)能為零，即動(dòng)能和電勢(shì)能之和為30J，當(dāng)電勢(shì)能為-5J時(shí)，動(dòng)能為35J．故B項(xiàng)正確．
故選：B．

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵是明確電場(chǎng)的是勻強(qiáng)電場(chǎng)，等勢(shì)面不是等差等勢(shì)面，然后結(jié)合動(dòng)能定理和公式U=Ed分析，不難．