问题
选择题
如图所示,实线为电场线,虚线表示等势面,相邻两个等势面之间的电势差相等,有一个运动的正电荷在等势面上某点的动能为20J,运动至等势面上的某一点时动能变为0,若取为零势面,则此电荷的电势能为4J时,其动能为( )
A.16J
B.10J
C.6J
D.4J
答案
答案:C
分析:根据动能定理求出电荷从等势面L3处运动到L1处电场力所做的功,从而得出电势能的变化量,根据L2为零势面,得出L1处和L3处得电势能.在运动的过程中,电荷的电势能和动能之和保持不变,即可得出电荷的电势能为4J时它的动能.
解答:解:根据动能定理得,W31=EK2-EK1=-20J.知从等势面L3处运动到L1处电势能增加20J.取L2为零势面,则L1处电势能为10J,L3处电势能为-10J.则L3处电势能和动能之和为10J,在运动的过程中,电荷的电势能和动能之和保持不变,所以电荷的电势能为4J时它的动能为6J.故C正确,A、B、D错误.
故选C.
点评:解决本题的关键知道电场力做功和电势能的变化关系,以及知道电荷的电势能和动能之和保持不变.