Question

【題目】半導體二極管具有電流單向?qū)�通性，是常用的物理元器件之一．二極管的內(nèi)部的核心結(jié)構(gòu)為結(jié)．如圖甲所示，在半導體材料中的結(jié)中堆積著正、負電荷，其中正電荷均勻分布在區(qū)，負電荷均勻分布在區(qū)，兩區(qū)總電荷量相等．理論計算表明從區(qū)至區(qū)，沿軸方向電場強度大小為圖乙所表示圖線，圖中所標注的、、三個量為已知量．一帶量為，質(zhì)量為的帶電粒子從點自由釋放，沿直線穿過結(jié)，粒子初速度為．請利用你所學過的物理知識和方法解決下列問題．

（1）請在圖丙的坐標系中定性畫出粒子沿直線穿過結(jié)過程中的加速度隨位置變化的圖線（圖線）．

（2）求帶電粒子到達點時的速度大小．

（3）點電勢為，求直線上區(qū)間內(nèi)坐標為的點電的表達式，及坐標為的點電勢的表達式．

Answer 1

【答案】（1）

（2）

（3）

【解析】(1)依據(jù)牛二定律，故圖象如圖所示．

(2)依據(jù)電場公式，且圖象圍成的面積代表功，

根據(jù)動能定得，即，

故．

(3)依據(jù)電場力做功及能的轉(zhuǎn)化表達式， ，故可知：

，即，

即，

同理．