【題目】靜電場(chǎng)方向平行于x軸，其電勢(shì)隨x的分布可簡(jiǎn)化為如圖所示的折線，圖中和d為已知量．一個(gè)帶負(fù)電的粒子在電場(chǎng)中以x=0為中心，沿x軸方向做周期性運(yùn)動(dòng)．已知該粒子質(zhì)量為m、電量為-q，其動(dòng)能與電勢(shì)能之和為-A（0<A<q）,忽略重力．求

（1）粒子所受電場(chǎng)力的大�。�

（2）粒子的運(yùn)動(dòng)區(qū)間；

（3）粒子的運(yùn)動(dòng)周期．

【答案】（1）； （2） ；（3）

【解析】

(1) 由圖可知，0與d（或-d）兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為：U=φ0
電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為：

電場(chǎng)力的大小為：

(2) 設(shè)粒子在[-x，x]區(qū)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，速率為v，由題意得：

由圖可知：

由上解得：

因動(dòng)能非負(fù)，有：

則有：

即：

所以可得粒子的運(yùn)動(dòng)區(qū)間為：

(3) 考慮粒子從-x0處開始運(yùn)動(dòng)的四分之一周期，由牛頓第二定律得粒子的加速度：

根據(jù)直線運(yùn)動(dòng)公式：

聯(lián)立并代入得：

故得粒子的運(yùn)動(dòng)周期為：

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，絕緣輕質(zhì)細(xì)繩一端固定在方向相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的O點(diǎn)，另一端連接帶正電的小球，小球電荷量，在圖示坐標(biāo)中，電場(chǎng)方向沿豎直方向，坐標(biāo)原點(diǎn)O的電勢(shì)為零。當(dāng)小球以2m／s的速率繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)繩上的拉力剛好為零。在小球從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過程中，軌跡上每點(diǎn)的電勢(shì)隨縱坐標(biāo)y的變化關(guān)系如圖乙所示，重力加速度.則下列判斷正確的是

A. 勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為

B. 小球重力勢(shì)能增加最多的過程中，電勢(shì)能減少了2.4J

C. 小球做順時(shí)針方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)

D. 小球所受的洛倫茲力的大小為3N

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B為相互接觸并用絕緣支柱支撐的金屬導(dǎo)體，起初都不帶電，在它們的下部貼有金屬箔，C是帶正電的小球，下列說法正確的（ ）

A.把C移近導(dǎo)體A時(shí)，A、B下方的金屬箔都張開

B.把C移近導(dǎo)體A，先把A、B分開，然后移去C，A、B下方的金屬箔仍張開

C.把C移近導(dǎo)體A，先把C移走，再把A、B分開，A、B下方的金屬箔仍張開

D.把C移近導(dǎo)體A，先把A、B分開，再把C移走，最后重新讓A、B接觸，A下方的金屬箔張開，而B下方的金屬箔閉合

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，電阻不計(jì)的足夠長光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面夾角為θ，導(dǎo)軌間距為l，軌道所在平面的正方形區(qū)域內(nèi)存在一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于導(dǎo)軌平面向上．電阻相同、質(zhì)量均為m的兩根相同金屬桿甲和乙放置在導(dǎo)軌上，甲金屬桿恰好處在磁場(chǎng)的上邊界處，甲、乙相距也為l．在靜止釋放兩金屬桿的同時(shí)，對(duì)甲施加一沿導(dǎo)軌平面且垂直于甲金屬桿的外力，使甲在沿導(dǎo)軌向下的運(yùn)動(dòng)過程中始終以加速度a=gsinθ做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，金屬桿乙進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)即做勻速運(yùn)動(dòng)．

(1) 求金屬桿的電阻R；

(2)若從開始釋放兩金屬桿到金屬桿乙剛離開磁場(chǎng)的過程中，金屬桿乙中所產(chǎn)生的焦耳熱為Q，求外力F在此過程中所做的功．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】隨著人類科技的發(fā)展，我們已經(jīng)能夠成功發(fā)射宇宙飛船取探知未知星球；如圖所示為某飛船發(fā)射到某星球的簡(jiǎn)要軌道示意圖；該飛船從地面發(fā)射后奔向某星球后，先在其圓形軌道Ⅰ上運(yùn)行，在P點(diǎn)從圓形軌道Ⅰ進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，Q點(diǎn)為軌道Ⅱ上離星球最近的點(diǎn)，則下列說法正確的是（　�。�

A. 在P點(diǎn)時(shí)飛船需突然加速才能由軌道Ⅰ進(jìn)入軌道II

B. 在P點(diǎn)時(shí)飛船需突然減速才能由軌道Ⅰ進(jìn)入軌道Ⅱ

C. 飛船在軌道Ⅱ上由P到Q的過程中速率不斷增大

D. 飛船通過圓形軌道Ⅰ和橢圓軌道Ⅱ上的P點(diǎn)時(shí)加速度相同

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】雙星運(yùn)動(dòng)是產(chǎn)生引力波的來源之一，假設(shè)宇宙中有一雙星系統(tǒng)由a、b兩顆星體組成，這兩顆星體繞它們連線的某一點(diǎn)在萬有引力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，測(cè)得兩星體的軌道半徑之和為l1，軌道半徑之差為l2，a星體軌道半徑大于b星體軌道半徑，a星體的質(zhì)量為m1，引力常量為G，則b星體的周期為(　　)

A. B.

C. D.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2013年1月27日，我國在境內(nèi)再次成功地進(jìn)行了陸基中段反導(dǎo)攔截技術(shù)試驗(yàn)，中段是指彈道導(dǎo)彈在大氣層外空間依靠慣性飛行的一段．如圖所示，一枚藍(lán)軍彈道導(dǎo)彈從地面上A點(diǎn)發(fā)射升空，目標(biāo)是攻擊紅軍基地B點(diǎn)，導(dǎo)彈升空后，紅軍反導(dǎo)預(yù)警系統(tǒng)立刻發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，從C點(diǎn)發(fā)射攔截導(dǎo)彈，并在彈道導(dǎo)彈飛行中段的最高點(diǎn)D將其擊毀．下列說法中正確的是

A.圖中E到D過程，彈道導(dǎo)彈機(jī)械能不斷增大

B.圖中E到D過程，彈道導(dǎo)彈的加速度不斷減小

C.彈道導(dǎo)彈在大氣層外運(yùn)動(dòng)軌跡是以地心為焦點(diǎn)的橢圓

D.彈道導(dǎo)彈飛行至D點(diǎn)時(shí)速度大于7.9 km/s

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】邊長為a的N匝正方形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線且與線圈在同一平面內(nèi)的對(duì)稱軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速為n,線圈所圍面積內(nèi)的磁通量Φ隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖所示,圖象中為已知。則下列說法正確的是

A. 時(shí)刻線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大

B. 時(shí)刻線圈中感應(yīng)電流為零

C. 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

D. 線圈中瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，從廣州飛往上海的航班上午10點(diǎn)到達(dá)上海浦東機(jī)場(chǎng)，若飛機(jī)降落的水平分速度為60m/s，豎直分速度為6m/s，已知飛機(jī)在水平方向做加速度大小等于的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向做加速度大小等于的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則飛機(jī)落地之前 ( )

A. 飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線

B. 經(jīng)20s飛機(jī)水平方向的分速度與豎直方向的分速度大小相等

C. 在第20s內(nèi)，飛機(jī)在水平方向的分位移與豎直方向的分位移大小相等

D. 飛機(jī)在第20s內(nèi)，水平方向的平均速度為21m/s

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案