Question

如圖所示，實線AB為一電子在電場中的運動軌跡，虛線為等勢線且相鄰兩等勢線間的電勢差相等、距離相等，電子運動到等勢線φ1上時，具有動能30J，它運動到等勢線φ3上時，具有動能10J．令φ0=0，電子重力不計，則下列說法正確的是（　　）

A．電場方向水平向左

B．電子在運動過程中加速度變小

C．電子在A點的電勢能為負值

D．當該電子荷的電勢能為4J時，其動能大小為36J

Answer 1

A、據題電子從A到B，動能減小，則電勢能增大，而電子帶負電，在電勢低處電勢能大，所以φ₁＞φ₃，則電場方向水平向右，故A錯誤．
B、相鄰兩等勢線間的電勢差相等、距離相等，由公式E=

U

d

可知該電場是勻強電場，電子所受的電場力不變，加速度不變，故B錯誤．
C、令φ₀=0，由公式E_p=qφ可知電子在A點的電勢能為零．故C錯誤．
D、據題，電子從等勢線φ₁運動到等勢線φ₃時，動能減小20J，由動能定理可知電場力做功 W₁₃=-20J．由于相鄰等勢面間電勢差相等，根據W=qU可知，電子從等勢線φ₀運動到等勢線φ₃時，電場力做功應為W₀₃=-30J，動能減小30J，所以電子在A處的動能為 E_kA=10J+30J=40J，總能量為E=E_kA+E_pA=40J，根據能量守恒可得當該電子的電勢能為4J時，其動能大小為36J，故D正確．
故選：D．