Question

如圖所示，A、B、C、D為勻強電場中相鄰的四個等勢面，一個電子垂直經過等勢面D時的動能為20eV，經過等勢面C時電勢能為-10eV，到達等勢面B時的速度恰好為零，已知相鄰等勢面間的距離為2cm，不計電子重力，下列說法正確的是（　　）

A、C等勢面的電勢為10V

B、勻強電場的場強大小為500V/m

C、電子再次經過等勢面D時，電勢能為-20eV

D、電子的運動是勻變速曲線運動

Answer 1

分析：電子從D到B過程，根據動能定理求出BD間電勢差，即可得到A等勢面的電勢；由E=

U

d

求解電場強度；根據能量守恒可知，電子再次經過D等勢面時，動能為20eV；勻強電場中電子所受的電場力是恒力，電子做勻變速直線運動．

解答：解：A、電子從B到D過程，根據動能定理得：-eU_DB=0-E_kD，解得，U_DB=20V；-eU_DC=E_KC-E_KD，
聯立以上3公式，求得：EKC=

1

2

EKD=10eV
所以電子的總能量：E=E_KC+E_PC=0
到達等勢面B時的速度恰好為零，電子的動能為0，所以該電場中的等勢面B是0勢能面．
由于是等差的等勢面，則知，C等勢面的電勢為10V．故A正確．
B、對于BD段：電場強度為E=

UDB

d

=

20V

2×2×10-2m

=500V/m．故B正確．
C、根據能量守恒可知，電子再次經過D等勢面時，電勢能不變，動能不變，其動能仍為20eV；故C正確．
D、根據電場線與等勢面垂直可知，該電場是勻強電場，電子做勻變速直線運動．故D錯誤．
故選ABC

點評：解決本題的關鍵知道等勢面與電場線關系，掌握勻強電場的場強公式，以及電場力做功與電勢差的關系．