Question

有一帶負電的小球，其帶電量q=-2×10^-3C．如圖所示，開始時靜止在場強E=200N/C的勻強電場中的P點，靠近電場極板B有一擋板要S，小球與擋板S的距離h=5cm，與A板距離H=45cm，重力作用不計．在電場力作用下小球向左運動，與擋板S相碰后電量減少到碰前的k倍，已知k=

5

6

，而碰后小球的速度大小不變．
（1）設(shè)勻強電場中擋板S所在位置的電勢為零，則電場中P點的電勢為多少？小球在P點時的電勢能為多少？（電勢能用ε來表示）
（2）小球從P點出發(fā)第一次回到最右端的過程中電場力對小球做了多少功？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)電勢差與電場強度的關(guān)系求出SP之間的電勢差，進而求出P點的電勢，根據(jù)動能定理求出小球第一次到達擋板S時的動能；
（2）設(shè)小球與擋板相碰后向右運動s，根據(jù)動能定理即可求解；

解答：解：（1）根據(jù)U_p=Ex₁
得：0-U_p=Ex₁
解得：U_p=-10V
小球在P點時的電勢能ε=q?UP=-2×103×(-10)J=0.02J
（2）小球向左運動的過程電場力做功：W1=

1

2

mv2
小球向右運動的過程電場力做功：W2=0-

1

2

mv2
W=W₁+W₂=0
答：（1）則電場中P點的電勢為-10V，小球在P點時的電勢能為0.02J；
（2）小球從P點出發(fā)第一次回到最右端的過程中電場力對小球做功為0．

點評：本題主要考查了帶電粒子在電場中運動的問題，要知道電場力做的功等于電勢差乘以電荷量，勻強電場中電場力做的功等于電場力乘以位移，注意動能定理在粒子運動的應(yīng)用，難度適中．