Question

实线为电场线，虚线为等势面，且相邻等势面间的电势差相等．一正电荷在等势面φ₃上时，具有动能20J，它运动到等势面φ₁上时，动能为零．令φ₂=0，那么，当该电荷的电势能为4J时，求它的动能是    焦耳．

Answer

由题，相邻等势面间的电势差相等，电荷经过相邻等势面时电场力做功相等，根据动能定理求出电荷经经过φ2等势面时的动能，确定电荷总能量，再由能量守恒定律求出电势能为4J时它的动能．
【解析】
由题，正电荷在等势面φ3上时动能20J，在等势面φ1上时动能为零，动能的减小为20J．由于相邻等势面间的电势差相等，电荷经过相邻等势面时电场力做功相等，动能减小量相等，则电荷经经过φ2等势面时的动能为10J，又φ2=0，所以电荷的动能与电势能的总量为10J，根据能量守恒定律得到，电势能为4J时它的动能为6J．
故答案为：6