Question

【題目】反射式速調(diào)管是常用的微波器件之一，它利用電子團(tuán)在電場(chǎng)中的振蕩來(lái)產(chǎn)生微波，其振蕩原理與下述過(guò)程類(lèi)似。已知靜電場(chǎng)的方向平行于x軸，其電勢(shì)φ隨x的分布如圖所示。一質(zhì)量m＝2.0×10－20kg，電荷量q＝2.0×10－9C的帶負(fù)電的粒子從(-1,0)點(diǎn)由靜止開(kāi)始，僅在電場(chǎng)力作用下在x軸上往返運(yùn)動(dòng)。則

A. x軸左側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度E1和右側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度E2的大小之比

B. 粒子在0~0.5cm區(qū)間運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的電勢(shì)能減小

C. 該粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電勢(shì)能變化量的最大值為4.0×10－8J

D. 該粒子運(yùn)動(dòng)的周期T＝3.0×10－8 s

Answer 1

【答案】ACD

【解析】由圖可知：根據(jù)U=Ed可知：左側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度：

右側(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度： ,所以 ，選項(xiàng)A正確；粒子帶負(fù)電，故在0~0.5cm區(qū)間運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的電勢(shì)能增加，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；該粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電勢(shì)能變化量的最大值為，選項(xiàng)C正確；

粒子運(yùn)動(dòng)到原點(diǎn)時(shí)速度最大，根據(jù)動(dòng)能定理有：qE1x=Ekm，其中x=1.0×10-2m
聯(lián)立并代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得：Ekm＝2.0×108J
設(shè)粒子在原點(diǎn)左右兩側(cè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為t1、t2，在原點(diǎn)時(shí)的速度為vm，
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有 ;同理可知：

;而周期：T=2（t1+t2）；聯(lián)立并代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得：T=3.0×10-8s，選項(xiàng)D正確；故選ACD.