靜電場(chǎng)方向平行于x軸，其電勢(shì)φ隨x的分布可簡(jiǎn)化為如圖所示的折線，圖中φ0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<qφ0）。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。

 



解析：（1）由圖可知，0與d（或-d）兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為φ0

電場(chǎng)強(qiáng)度的大小                                    …2分

電場(chǎng)力的大小                                …1分

（2）設(shè)粒子在[-x0，x0]區(qū)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，速率為v，由題意得

                                       …2分

由圖可知         

得         

因動(dòng)能非負(fù)，有                       …2分

得               

即                

粒子運(yùn)動(dòng)區(qū)間                …1分

（3）考慮粒子從-x0處開(kāi)始運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)     

代入，得                                 …2分

粒子運(yùn)動(dòng)周期                       …1分


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖甲所示為半導(dǎo)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(shè)計(jì)的溫控電路，設(shè)繼電器的線圈電阻為Rx＝50 Ω，當(dāng)繼電器線圈中的電流IC大于或等于20 mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合．左側(cè)電源電動(dòng)勢(shì)為6 V，內(nèi)阻可不計(jì)，溫度滿足什么條件時(shí)，電路右側(cè)的小燈泡會(huì)發(fā)光？

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科目：高中物理 來(lái)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(jì)．在某段時(shí)間內(nèi)理想變壓器原線圈內(nèi)磁場(chǎng)的變化如圖乙所示，則在t1～t2時(shí)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(lái)源： 題型：


如右圖所示，一簇電場(chǎng)線的分布關(guān)于y軸對(duì)稱，O是坐標(biāo)原點(diǎn)，M、N、P、Q是以O為圓心的一個(gè)圓周上的四個(gè)點(diǎn)，其中M、N在y軸上，Q點(diǎn)在x軸上，則

A．M點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)低

B．O、M間的電勢(shì)差大于N、O間的電勢(shì)差

C．一正電荷在O點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能小于在Q點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能

D．將一負(fù)電荷由M點(diǎn)移到P點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖甲所示為一個(gè)燈泡兩端的電壓與通過(guò)的電流的關(guān)系曲線，參考這根曲線回答下列問(wèn)題（不計(jì)電流表和電池的內(nèi)阻）．

（1）若把三個(gè)這樣的燈泡串聯(lián)后，接到電動(dòng)勢(shì)為12 V的電源上，則流過(guò)燈泡的電流為      ▲     A，每個(gè)燈泡的電阻為     ▲     Ω．

（2）如圖乙所示，將兩個(gè)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(dòng)勢(shì)為8V的電源上，求通過(guò)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(lái)源： 題型：


一人造衛(wèi)星在橢圓軌道上繞地球運(yùn)行，如圖所示，A點(diǎn)和B點(diǎn)分別為其軌道的近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn).若欲將衛(wèi)星的軌道變?yōu)閳A軌道,可在A點(diǎn)或B點(diǎn)采取適當(dāng)措施得以實(shí)現(xiàn),則

A.若在A點(diǎn)變軌，則變軌后衛(wèi)星的機(jī)械能增大

B.若在B點(diǎn)變軌，則變軌后衛(wèi)星的機(jī)械能增大

C.若在A點(diǎn)變軌，則變軌后衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)行時(shí)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的加速度將變大

D.若在B點(diǎn)變軌，則變軌后衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)時(shí)

經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的速度將增大，因此衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期將變小

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科目：高中物理 來(lái)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(yīng)的曲線方程為（單位：），式中，桿足夠長(zhǎng)，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(diǎn)）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(yùn)動(dòng)，求小環(huán)運(yùn)動(dòng)到處

時(shí)的速度的大小；

（2）在第（1）問(wèn)的情況下，求小環(huán)在桿上運(yùn)動(dòng)區(qū)域的坐標(biāo)范圍；

（3）一般的曲線運(yùn)動(dòng)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(diǎn)的曲率圓的定義為：通過(guò)點(diǎn)和曲線上緊鄰點(diǎn)兩側(cè)的兩點(diǎn)做一圓，在極限的情況下，這個(gè)圓叫做點(diǎn)的曲率圓.其半徑叫做點(diǎn)的曲率半徑.若小環(huán)從處以的速度出發(fā)沿桿向下運(yùn)動(dòng)，到達(dá)軌道最低點(diǎn)時(shí)桿對(duì)小環(huán)的彈力大小為70N，求小環(huán)經(jīng)過(guò)軌道最高點(diǎn)時(shí)桿對(duì)小環(huán)的彈力.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


兩個(gè)帶等量正電的點(diǎn)電荷，固定在圖中P、Q兩點(diǎn)，MN為PQ連線的中垂線，交PQ于O點(diǎn)，A為MN上的一點(diǎn)．一帶負(fù)電的試探電荷q，從A點(diǎn)由靜止釋放，只在靜電力作用下運(yùn)動(dòng)，取無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零，則(　　)

A．q由A向O的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B．q由A向O運(yùn)動(dòng)的過(guò)程電勢(shì)能逐漸減小

C．q運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最大
 
D．q運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能為零

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科目：高中物理 來(lái)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(guān)這兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)情況的描述正確的是（       ）

  A．甲在整個(gè)t=6s時(shí)間內(nèi)有來(lái)回運(yùn)動(dòng)，它通過(guò)的總位移為零

  B．乙在整個(gè)t=6s時(shí)間內(nèi)有來(lái)回運(yùn)動(dòng)，它通過(guò)的總位移為零

  C．甲在整個(gè)t=6s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向一直不變，它通過(guò)的總位移大小為6 m

  D．乙在整個(gè)t=6s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向一直不變，它通過(guò)的總位移大小為4 m

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