Question

如图所示，实线AB为一电子在电场中的运动轨迹，虚线为等势线且相邻两等势线间的电势差相等、距离相等，电子运动到等势线φ1上时，具有动能30J，它运动到等势线φ3上时，具有动能10J．令φ0=0，电子重力不计，则下列说法正确的是（　　）

A．电场方向水平向左

B．电子在运动过程中加速度变小

C．电子在A点的电势能为负值

D．当该电子荷的电势能为4J时，其动能大小为36J

Answer 1

A、据题电子从A到B，动能减小，则电势能增大，而电子带负电，在电势低处电势能大，所以φ₁＞φ₃，则电场方向水平向右，故A错误．
B、相邻两等势线间的电势差相等、距离相等，由公式E=

U

d

可知该电场是匀强电场，电子所受的电场力不变，加速度不变，故B错误．
C、令φ₀=0，由公式E_p=qφ可知电子在A点的电势能为零．故C错误．
D、据题，电子从等势线φ₁运动到等势线φ₃时，动能减小20J，由动能定理可知电场力做功 W₁₃=-20J．由于相邻等势面间电势差相等，根据W=qU可知，电子从等势线φ₀运动到等势线φ₃时，电场力做功应为W₀₃=-30J，动能减小30J，所以电子在A处的动能为 E_kA=10J+30J=40J，总能量为E=E_kA+E_pA=40J，根据能量守恒可得当该电子的电势能为4J时，其动能大小为36J，故D正确．
故选：D．