Question

【題目】反射式速調管是常用的微波器件之一，它利用電子團在電場中的振蕩來產生微波，其振蕩原理與下述過程類似。已知靜電場的方向平行于x軸，其電勢φ隨x的分布如圖所示。一質量m＝2.0×10－20kg，電荷量q＝2.0×10－9C的帶負電的粒子從(-1,0)點由靜止開始，僅在電場力作用下在x軸上往返運動。則

A. x軸左側電場強度E1和右側電場強度E2的大小之比

B. 粒子在0~0.5cm區間運動過程中的電勢能減小

C. 該粒子運動過程中電勢能變化量的最大值為4.0×10－8J

D. 該粒子運動的周期T＝3.0×10－8 s

Answer 1

【答案】ACD

【解析】由圖可知：根據U=Ed可知：左側電場強度：

右側電場強度： ,所以 ，選項A正確；粒子帶負電，故在0~0.5cm區間運動過程中的電勢能增加，選項B錯誤；該粒子運動過程中電勢能變化量的最大值為，選項C正確；

粒子運動到原點時速度最大，根據動能定理有：qE1x=Ekm，其中x=1.0×10-2m
聯立并代入相關數據可得：Ekm＝2.0×108J
設粒子在原點左右兩側運動的時間分別為t1、t2，在原點時的速度為vm，
由運動學公式有 ;同理可知：

;而周期：T=2（t1+t2）；聯立并代入相關數據可得：T=3.0×10-8s，選項D正確；故選ACD.