主题1 静电力做功与电势、电势差、电势能的综合
1.利用静电力做功与电势能的关系求解:WAB=EpA-EpB。
2.利用W=Fd求解,此公式只适用于匀强电场。
3.利用公式WAB=qUAB求解,此公式适用于任意电场。
4.利用动能定理求解。
【典例1】 (多选)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,已知平面b上的电势为2 V。一电子经过a时的动能为10 eV,从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 eV。下列说法正确的是( )
A.平面c上的电势为零
B.该电子可能到达不了平面f
C.该电子经过平面d时,其电势能为4 eV
D.该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍
思路点拨:解此题注意以下两点:
(1)根据电场力做功和粒子的电性判断电场的方向。
(2)根据动能的变化分析与计算相邻等势面的电势差。
AB [电子在等势面b时的电势能为E=qφ=-2 eV,电子由a到d的过程中电场力做负功,电势能增加6 eV,由于相邻两等势面之间的距离相等,故相邻两等势面之间的电势差相等,则电子由a到b、由b到c、由c到d、由d到f电势能均增加2 eV,则电子在等势面c的电势能为零,等势面c的电势为零,A正确;由以上分析可知,电子在等势面d的电势能应为2 eV,C错误;电子在等势面b的动能为8 eV,电子在等势面d的动能为4 eV,由公式Ek=mv2可知,该电子经过平面b时的速率为经过平面d时速率的倍,D错误;如果电子的速度与等势面不垂直,则电子在该匀强电场中做曲线运动,所以电子可能到达不了平面f就返回平面a,B正确。]