Question

【題目】如圖，實線為電場線，虛線為等勢面，相鄰兩等勢面間的電勢差相等，一正電荷在等勢面φ3上時的動能為20J，它運動到等勢面φ1上時速度為0，令φ2=0，則此電荷的動能和電勢能之和為_______J，當該電荷的電勢能EP=4J時，其動能大小為 ________J。

Answer 1

【答案】106

【解析】

由題，相鄰等勢面間的電勢差相等，電荷經(jīng)過相鄰等勢面時電場力做功相等，根據(jù)動能定理求出電荷經(jīng)經(jīng)過φ2等勢面時的動能，確定電荷總能量，再由能量守恒定律求出電勢能為4J時它的動能.

由題，正電荷在等勢面φ3上時動能20J，在等勢面φ1上時動能為零，動能的減小為20J．由于相鄰等勢面間的電勢差相等，電荷經(jīng)過相鄰等勢面時電場力做功相等，動能減小量相等，則電荷經(jīng)經(jīng)過φ2等勢面時的動能為10J，又φ2=0，所以電荷的動能與電勢能的總量為10J，根據(jù)能量守恒定律得到，電勢能為4J時它的動能為6J．