Question

【題目】如圖所示，實線為電場線，虛線為等勢線，相鄰兩等勢線間的電勢差相等，一正的點電荷經過等勢線時，具有動能40J，運動到等勢線時動能為零，令，則當該電荷的電勢能為10J時，動能為______J．

Answer 1

【答案】10

【解析】

由題，相鄰等勢面間的電勢差相等，電荷經過相鄰等勢面時電場力做功相等，根據動能定理求出電荷經經過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10J時它的動能．

由題，正電荷在等勢面φ3上時動能40J，在等勢面φ1上時動能為零，動能的減小為40J．由于相鄰等勢面間的電勢差相等，電荷經過相鄰等勢面時電場力做功相等，動能減小量相等，則電荷經經過φ2等勢面時的動能為20J，又φ2=0，所以電荷的動能與電勢能的總量為20J，根據能量守恒定律得到，電勢能為10J時它的動能為10J．