如图所示,实线AB为一电子在电场中的运动轨迹,虚线为等势线且相邻两等势线间的电势差相等、距离相等,电子运动到等...
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如图所示,实线AB为一电子在电场中的运动轨迹,虚线为等势线且相邻两等势线间的电势差相等、距离相等,电子运动到等势线φ1上时,具有动能3.0×10﹣20J,它运动到等势线φ3上时,具有动能1.0×1.0﹣20J.令φ0=0,电子重力不计,则下列说法正确的是( )
A.电场方向水平向左
B.电子在运动过程中加速度变小
C.当该电子的电势能为4×10﹣21J时,其动能大小为3.6×10﹣20J
D.电子在A点的电势能为负值
【回答】
解:A、据题电子从A到B,动能减小,则电势能增大,而电子带负电,电子在电势低处电势能大,所以φ1>φ3,因此电场方向水平向右,故A错误.
B、相邻两等势线间的电势差相等、距离相等,由公式可知该电场是匀强电场,电子所受的电场力不变,加速度不变,故B错误.
C、电子从等势线φ1运动到等势线φ3时,动能减小2×10﹣20J,由动能定理可知电场力做功 W13=2×10﹣20J.由于相邻等势面间电势差相等,根据W=qU可知,电子从等势线φ0运动到等势线φ3时,电场力做功应为W03=﹣3×10﹣20J,动能减小﹣3×10﹣20J,所以电子在A处的动能为 EkA=4×10﹣20J,总能量为E=EkA+EpA=4×10﹣20J,根据能量守恒可得当该电子的电势能为4×10﹣21J时,其动能大小为3.6×10﹣20J,故C正确.
D、令φ0=0,则A点电势为负,由公式Ep=qφ可知电子在A点的电势能为正.故D错误.
故选:C
知识点:电势能和电势
题型:选择题
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