Question

【題目】如圖所示，實(shí)線為電場(chǎng)線，虛線為等勢(shì)線，相鄰兩等勢(shì)線間的電勢(shì)差相等，一正的點(diǎn)電荷經(jīng)過(guò)等勢(shì)線時(shí)，具有動(dòng)能40J，運(yùn)動(dòng)到等勢(shì)線時(shí)動(dòng)能為零，令，則當(dāng)該電荷的電勢(shì)能為10J時(shí)，動(dòng)能為______J．

Answer 1

【答案】10

【解析】

由題，相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等，電荷經(jīng)過(guò)相鄰等勢(shì)面時(shí)電場(chǎng)力做功相等，根據(jù)動(dòng)能定理求出電荷經(jīng)經(jīng)過(guò)φ2等勢(shì)面時(shí)的動(dòng)能，確定電荷總能量，再由能量守恒定律求出電勢(shì)能為10J時(shí)它的動(dòng)能．

由題，正電荷在等勢(shì)面φ3上時(shí)動(dòng)能40J，在等勢(shì)面φ1上時(shí)動(dòng)能為零，動(dòng)能的減小為40J．由于相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等，電荷經(jīng)過(guò)相鄰等勢(shì)面時(shí)電場(chǎng)力做功相等，動(dòng)能減小量相等，則電荷經(jīng)經(jīng)過(guò)φ2等勢(shì)面時(shí)的動(dòng)能為20J，又φ2=0，所以電荷的動(dòng)能與電勢(shì)能的總量為20J，根據(jù)能量守恒定律得到，電勢(shì)能為10J時(shí)它的動(dòng)能為10J．