Question

如图所示，虚线表示等势面，相邻等势面间的电势差相等，有一带正电的粒子在电场中运动，实线表示该粒子的运动轨迹。粒子在a点的动能等于2ev，b点的动能等于0.5ev。若取c点为零势点，则当这个带电粒子的电势能等于-4.5eV时(不计重力和空气阻力)，它的动能等于（    ）

A.16ev    B.14ev    C.6ev    D.4ev

Answer

C

【解析】

试题分析：小球自a点运动到b时，电场力做负功：Wab=0.5eV-2eV=-1.5eV ①

由于相邻两等势面的电势差相等，故电势差的大小关系有：Uab=3Uac ②

从b到c电场力做正功，根据动能定理有：Wbc=Ekc-Ekb ③

联立①②③可得Ekc=1.5eV．

由于只有电场力做功，电势能和动能和保持不变，故在c点：E=Ep+Ek=1.5eV，即电势能和动能之和为1.5eV，因此当电势能等于-4.5eV时动能为6eV。故C正确，A、B、D错误

考点：等势面；电势能；动能定理；电场力做功

【名师点睛】本题主要考查了等势面、电势能、动能定理、电场力做功等综合知识。属于难度较大的题目。电场中的功能关系时可以类比在重力场的功能关系，如只有重力做功，动能和电势能之和保持不变；那么只有电场力做功，电势能和动能之和保持不变；关键正确判断小球在电场中所受电场力方向以及电场力做功情况。