Question

如圖所示，ABCD為勻強電場中相鄰的四個等勢面，相鄰等勢面間距離為5cm．一個電子僅受電場力垂直經過電勢為零的等勢面D時，動能為15eV（電子伏），到達等勢面A時速度恰好為零．則下列說法正確的是（　　）

• A、場強方向從A指向D
• B、勻強電場的場強為100 V/m
• C、電子經過等勢面C時，電勢能大小為5 eV
• 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、電子到達等勢面A時速度恰好減為零，說明電場力向下，負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=

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，沒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A后，假設時間倒流，做初速度為零的勻加速直線運動，根據x=

1

2

at2，通過1S、2S、3S的時間之比為1：

2

：

3

，故通過連續三段S時間之比為1：（

2

-1）：（

3

-

2

），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，根據功能關系和勻變速直線運動的規律列方程后聯立分析．