靜電場方向平行于x軸，其電勢φ隨x的分布可簡化為如圖所示的折線，圖中φ0和d為已知量。一個帶負電的粒子在電場中以x=0為中心，沿x軸方向做周期性運動。已知該粒子質(zhì)量為m、電量為-q，其動能與電勢能之和為－A（0<A<qφ0）。忽略重力。求：

（1）粒子所受電場力的大��；

（2）粒子的運動區(qū)間；

（3）粒子的運動周期。

 



解析：（1）由圖可知，0與d（或-d）兩點間的電勢差為φ0

電場強度的大小                                    …2分

電場力的大小                                …1分

（2）設粒子在[-x0，x0]區(qū)間內(nèi)運動，速率為v，由題意得

                                       …2分

由圖可知         

得         

因動能非負，有                       …2分

得               

即                

粒子運動區(qū)間                …1分

（3）考慮粒子從-x0處開始運動的四分之一周期

根據(jù)牛頓第二定律，粒子的加速度            …1分

由勻加速直線運動     

代入，得                                 …2分

粒子運動周期                       …1分


練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：


如圖甲所示為半導體材料做成的熱敏電阻的阻值隨溫度變化的曲線，圖乙為用此熱敏電阻RT和繼電器設計的溫控電路，設繼電器的線圈電阻為Rx＝50 Ω，當繼電器線圈中的電流IC大于或等于20 mA時，繼電器的銜鐵被吸合．左側(cè)電源電動勢為6 V，內(nèi)阻可不計，溫度滿足什么條件時，電路右側(cè)的小燈泡會發(fā)光？

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科目：高中物理 來源： 題型：


圖甲所示電路中，A1、A2、A3為相同的電流表，C為電容器，電阻R1、R2、R3的阻值相同，線圈L的電阻不計．在某段時間內(nèi)理想變壓器原線圈內(nèi)磁場的變化如圖乙所示，則在t1～t2時間內(nèi)(　　)

A．電流表A1的示數(shù)比A2的小

B．電流表A2的示數(shù)比A3的小

C．電流表A1和A2的示數(shù)相同

D．電流表的示數(shù)都不為零

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科目：高中物理 來源： 題型：


如右圖所示，一簇電場線的分布關于y軸對稱，O是坐標原點，M、N、P、Q是以O為圓心的一個圓周上的四個點，其中M、N在y軸上，Q點在x軸上，則

A．M點的電勢比P點的電勢低

B．O、M間的電勢差大于N、O間的電勢差

C．一正電荷在O點時的電勢能小于在Q點時的電勢能

D．將一負電荷由M點移到P點，電場力做負功

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖甲所示為一個燈泡兩端的電壓與通過的電流的關系曲線，參考這根曲線回答下列問題（不計電流表和電池的內(nèi)阻）．

（1）若把三個這樣的燈泡串聯(lián)后，接到電動勢為12 V的電源上，則流過燈泡的電流為      ▲     A，每個燈泡的電阻為     ▲     Ω．

（2）如圖乙所示，將兩個這樣的燈泡并聯(lián)后再與l 0Ω的定值電阻串聯(lián)，接在電動勢為8V的電源上，求通過電流表的電流為     ▲      A，各燈泡的電阻值為      ▲     Ω．

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科目：高中物理 來源： 題型：


一人造衛(wèi)星在橢圓軌道上繞地球運行，如圖所示，A點和B點分別為其軌道的近地點和遠地點.若欲將衛(wèi)星的軌道變?yōu)閳A軌道,可在A點或B點采取適當措施得以實現(xiàn),則

A.若在A點變軌，則變軌后衛(wèi)星的機械能增大

B.若在B點變軌，則變軌后衛(wèi)星的機械能增大

C.若在A點變軌，則變軌后衛(wèi)星在圓軌道上運行時經(jīng)過A點的加速度將變大

D.若在B點變軌，則變軌后衛(wèi)星繞地球運動時

經(jīng)過B點的速度將增大，因此衛(wèi)星繞地球運動的周期將變小

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科目：高中物理 來源： 題型：


 在豎直平面內(nèi),一根光滑金屬桿彎成如圖所示形狀,相應的曲線方程為（單位：），式中，桿足夠長，圖中只畫出了一部分.將一質(zhì)量為的小環(huán)（可視為質(zhì)點）套在桿上，取g=10m/s2.

（1）若使小環(huán)以的初速度從處沿桿向下運動，求小環(huán)運動到處

時的速度的大�。�

（2）在第（1）問的情況下，求小環(huán)在桿上運動區(qū)域的坐標范圍；

（3）一般的曲線運動可以分成許多小段，每一小段都可以看成圓周的一部分，即把整條曲線用系列不同的小圓弧代替，如圖所示，曲線上點的曲率圓的定義為：通過點和曲線上緊鄰點兩側(cè)的兩點做一圓，在極限的情況下，這個圓叫做點的曲率圓.其半徑叫做點的曲率半徑.若小環(huán)從處以的速度出發(fā)沿桿向下運動，到達軌道最低點時桿對小環(huán)的彈力大小為70N，求小環(huán)經(jīng)過軌道最高點時桿對小環(huán)的彈力.

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科目：高中物理 來源： 題型：


兩個帶等量正電的點電荷，固定在圖中P、Q兩點，MN為PQ連線的中垂線，交PQ于O點，A為MN上的一點．一帶負電的試探電荷q，從A點由靜止釋放，只在靜電力作用下運動，取無限遠處的電勢為零，則(　　)

A．q由A向O的運動是勻加速直線運動

B．q由A向O運動的過程電勢能逐漸減小

C．q運動到O點時的動能最大
 
D．q運動到O點時電勢能為零

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科目：高中物理 來源： 題型：


物體甲的x-t圖象和物體乙的v-t圖象分別如下圖所示，則下列有關這兩個物體運動情況的描述正確的是（       ）

  A．甲在整個t=6s時間內(nèi)有來回運動，它通過的總位移為零

  B．乙在整個t=6s時間內(nèi)有來回運動，它通過的總位移為零

  C．甲在整個t=6s時間內(nèi)運動方向一直不變，它通過的總位移大小為6 m

  D．乙在整個t=6s時間內(nèi)運動方向一直不變，它通過的總位移大小為4 m

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