Question

求一高三物理电势题

如图所示，空间的虚线框内有匀强电场，AA’、BB’、CC’是该电场的三个等势面，相邻等势面间的距离均为0．5cm，其中BB’为零势能面。一个质量为m，带电量为+q的粒子沿AA’方向以初动能Ek自图中的P点进入电场，刚好从C’点离开电场。已知 PA’=2cm。粒子的重力忽略不计。下列说法中正确的是 （ ）

A．该粒子通过等势面BB’时的动能是1．25Ek,

B．该粒子到达点C’时的动能是2Ek,

C．该粒子在P点时的电势能是Ek,

D．该粒子到达点C’时的电势能是-0．5Ek,

答案BD 求解释，通过等势面不是电势变方向，做功为负么？为什么还会加速

Answer 1

此题的关键在于明确电势能与动能的过程的能量守恒。时间相同，这是x轴与y轴两个分运动的关系桥梁。所以，研究粒子从p到c‘的过程
x轴方向 v*t=2cm
y轴方向 1/2*a*t*t=1cm 其中a=Eq/m
解得 t=m*v/E*q 且 a*t=v
所以c'点x轴和y轴得分速度相等
所以Ekx=Eky=Ek
则c'点的动能为2Ek B选
因为空间为匀强电场 则AA'到BB’与BB‘到CC’电势能下降相等
所以通过BB'时的动能为1.5Ek 故A错
因为BB'为零电势面 所以AA'面为0.5Ek面 故C也错
同理CC'为-0.5Ek 为正确选项
如上过程所述 通过零势能面时，粒子的电势符号改变，但电势没有方向的说法，它是标量。
做功的正负应从运动方向是否与力的方向相同来判断，阻碍运动时做负功。运算时用初势能减去末势能，结果为负时做负功。
强调：电势能减小时，粒子的动能增加了，这是做正功的实质。所以在加速

Answer 2

因为粒子带正电，就有电场方向A指向C，所以A的电势高（>0）,C<0;电势（标量）没有方向，只有大小，电势一直在变小，所以电势能在减小（电场做正功），所以一直加速。
因为PA‘=A’C‘，根据加速运动的公式，就可以知道在C’点水平和竖直速度相等(但不能说水平和竖直动能相等，动能也是标量)，所以动能为2Ek，增加的动能是电势能转化过来的，AB和BC各转化0.5Ek，所以C‘的电势能为-0.5Ek（B那电势能为0）