Question

如圖所示，實(shí)線為電場(chǎng)線，虛線為等勢(shì)面，且相鄰兩等勢(shì)面的電勢(shì)差相等，一正電荷在等勢(shì)面φ₃上時(shí)具有動(dòng)能60J，它運(yùn)動(dòng)到等勢(shì)面φ₁上時(shí)，速度恰好為零，令φ₂=0，那么，當(dāng)該電荷的電勢(shì)能為12J時(shí)，其動(dòng)能大小為

 

J．

Answer 1

分析：相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等，電荷經(jīng)過相鄰等勢(shì)面時(shí)電場(chǎng)力做功相等，根據(jù)動(dòng)能定理求出電荷經(jīng)經(jīng)過φ₂等勢(shì)面時(shí)的動(dòng)能，確定電荷的總能量，再由能量守恒定律求出電勢(shì)能為12J時(shí)它的動(dòng)能．

解答：解：由題，正電荷在等勢(shì)面φ₃上時(shí)動(dòng)能60J，在等勢(shì)面φ₁上時(shí)動(dòng)能為零，此過程電荷動(dòng)能的減小60J．
由于相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等，電荷經(jīng)過相鄰等勢(shì)面時(shí)電場(chǎng)力做功相等，動(dòng)能減小量相等，則電荷經(jīng)過φ₂等勢(shì)面時(shí)的動(dòng)能為30J，
又φ₂=0，所以電荷的動(dòng)能與電勢(shì)能的總量為30J，根據(jù)能量守恒定律得到，電勢(shì)能為12J時(shí)它的動(dòng)能為18J．
故答案為：18

點(diǎn)評(píng)：本題要充分運(yùn)用勻強(qiáng)電場(chǎng)的特點(diǎn)，確定出電荷的總能量是關(guān)鍵．