5.如图所示,虚线A、B、C、D是某匀强电场中的4个平行且等距的等势面,两等势面间的距离为2cm,其中等势面C的电势为0,一电子仅在静电力的作用下运动,经过A、D等势面时的动能分别为28eV和10eV,则下列说法正确的是
A. 等势面D的电势为6V
B. 该匀强电场的电场强度为3V/m,方向水平向右
C. 该电子不可能到达电势为-12V的等势面
D. 该电子运动到某一位置,其电势能变为8eV时,它的动能为8eV
【答案】D
【解析】
【分析】
根据动能定理,结合电势差等于电势之差,及能量守恒定律,及只有电场力做功,导致动能与电势能相互转化,从而即可一一求解。
【详解】因电子只在静电力的作用下运动,经过A、D等势面点的动能分别为28eV和10eV,根据动能定理,则有:-e(φA-φD)=(10-28)eV,解得:φA-φD=18V,又φC=0,可解得:φD=-6V,故A错误;电场强度,方向向右;选项B错误; 因只有电场力做功,动能与电势能之和保持不变,总能量为10eV+(-6V)(-e)= 16eV,则在-12V的等势面上动能为16eV -(-12V)(-e)= 4eV,即可能到达电势为-12V的等势面,选项C错误;因电子总能量为16eV,则该电子运动到某一位置,其电势能变为8eV时,它的动能为8eV,故D正确;故选D。
【点睛】此题关键是知道粒子在电场中只有电场力做功时电势能和动能之和守恒;会用能量守恒关系分析各个选项。
6.如图所示,一个小型水电站,其交流发电机的输出电压U1一定,通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电,输电线的总电阻为R。T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1,它的输出电压和输出功率分别为U2和P2,T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3