题目内容
【题目】如图所示,电场中的A、O、B三点在同一条直线上,A、B两点到O点距离均为d。过O点的竖直虚线ab左右两侧分别为匀强电场,方向如图所示,空间中各点场强大小相等。设O点电势为零,A、B点电势.一个电量为q、质量为m的带正电粒子从O点左侧某位置由静止释放后,粒子以O点为中心在直线AB上做往复运动,已知粒子运动过程中最大电势能为Em,且
,不计粒子的重力。求:
(1)电场中各点的场强E的大小;
(2)粒子从释放到第一次回到释放点所需时间T。
【答案】(1)(2)
【解析】(1)虚线左侧有
根据匀强电场的电势差和电场强度的关系得
(2)粒子仅在电场力作用下以O点为中心作往复运动,其动能和电势能之和保持不变,故粒子释放时电势能为,粒子在O点的速度满足
粒子从释放到O点的过程中,受恒定电场力,作匀加速直线运动,有,
联立解得
由对称性得,粒子从释放到第一次回到释放点所需时间
故
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