Question

12．如圖所示，A、B、C、D為勻強電場中相鄰的四個等勢面，相鄰等勢面間距均為5cm，一個僅受電場力作用的電子垂直經(jīng)過電勢為零的等勢面D時，動能為15eV（電子伏），到達(dá)等勢面A時的速度恰好為零，則下列說法正確的是（　�。�

• A． 電場強度的方向從A指向D
• B． 勻強電場的電場強度大小為100V/m
• C． 電子經(jīng)過等勢面C時，電勢能大小為5eV
• D． 電子在上述等勢面間運動的時間之比為1：2：3

Answer 1

分析 勻強電場中等勢面是平行等間距的直線；只有電場力做功，電勢能和動能之和守恒

解答 解：A、電子到達(dá)等勢面A時速度恰好減為零，說明電場力向下，負(fù)電荷受到的電場力方向與電場強度方向相反，故場強方向從D指向A，故A錯誤；
B、從D到A，動能減小15eV，故電場力做功-15eV，故有：W_DA=-eEd_DA=-15eV，解得E=$\frac{15eV}{e×0.15}=100V/m$，故B正確；
C、只有電場力做功，電勢能和動能之和守恒，故：E_kD+E_pD=E_kA+E_pA，解得E_PA=15eV；
勻強電場中，每前進相同距離電勢變化相同，故E_pC=5eV，故C正確；
D、運用逆向思維，到達(dá)A后，假設(shè)時間倒流，做初速度為零的勻加速直線運動，根據(jù)x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$，通過1S、2S、3S的時間之比為1：$\sqrt{2}$：$\sqrt{3}$，故通過連續(xù)三段S時間之比為（$\sqrt{3}$-$\sqrt{2}$）：（$\sqrt{2}$-1）：1故D錯誤；
故選：BC

點評 本題是帶電粒子在勻強電場中的勻減速直線運動問題，電勢能和動能之和守恒，根據(jù)功能關(guān)系和勻變速直線運動的規(guī)律列方程后聯(lián)立分析