答案 C
解析 由于正电荷由A到B动能减少了21 eV,而电场中机械能和电势能总和不变,故在3等势面时动能应为12 eV,总能量=12 eV+0 eV=12 eV,当在某一位置,电势能Ep=-8 eV时,动能=12 eV-(-8 eV)=20 eV,故应选C.
9.如图所示为一个点电荷电场的电场线(实线)和等势线(虚线),两相邻等势线间的电势差为4 V,有一个带电荷量为q=1.0×10-8 C的负电荷从A点沿不规则曲线移到B点,静电力做功为________ J.
答案 -4.0×10-8
解析 WAB=qUAB=-1.0×10-8×4 J=-4.0×10-8 J.
10.如图所示,a、b、c表示点电荷电场中的三个等势面,它们的电势分别为φ、φ和φ(φ>0),该点电荷的电性为________.一带电粒子从等势面a上某处由静止释放,仅受到电场力作用而运动,已知带电粒子经过等势面b时的速率为v,它经过等势面c时的速率为________.
答案 正 v
解析 沿着电场线的方向电势降低,由题中关系可知场电荷为正电荷;由动能定理得qUab=q(φa-φb)=mv2,qUac=q(φa-φc)=mv,解得:vc=v.
11.带电荷量为q=+5.0×10-8 C的点电荷从A点移到B点时,克服静电力做功 3.0×10-6 J.已知B点的电势为φB=20 V.求:(1)A、B间的电势差;
(2)A点的电势;(3)q从A到B的电势能变化.
答案 (1)-60 V (2)-40 V
(3)电势能增加3.0×10-6 J
解析 (1)从A到B静电力做的功为:WAB=-3.0×10-6 J
A、B两点间的电势差 UAB== V=-60 V,B点电势高于A点电势.
(2)根据UAB=φA-φB得A点的电势为:φA=UAB+φB=(-60 V)+20 V=-40 V.
(3)q从A到B克服静电力做功,电势能一定增加ΔEp=|WAB|=3.0×10-6 J.
12.如图1所示,三条曲线表示三条等势线,其电势φC=0,φA=φB=10 V,φD=-30 V,将电荷量q=1.2×10-6 C的电荷在该电场中移动.
(1)把这个电荷从C移到D,静电力做功多少?
(2)把这个电荷从D移到B再移到A,电势能变化多少?
答案 见解析
解析 (1)UCD=φC-φD=30 V
WCD=qUCD=1.2×10-6×30 J=3.6×10-5 J