Question

【题目】反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于x轴，其电势随x的分布如图所示，一质量kg，电荷量C的带负电的粒子从点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上往返运动。忽略粒子的重力等因素。求：

（1）x轴左侧电场强度和右侧电场强度的大小之比；

（2）该粒子运动的最大动能；

（3）该粒子运动的周期T。

Answer 1

【答案】（1）（2）2．0×108J（3）3．0×10-8s

【解析】试题分析：（1）由图可知：根据U=Ed可知：

左侧电场强度：①

右侧电场强度：②

所以：

（2）粒子运动到原点时速度最大，根据动能定理有：qE1x=Ekm③

其中x=1．0×10-2m

联立①③并代入相关数据可得：Ekm＝2．0×108J

（3）设粒子在原点左右两侧运动的时间分别为t1、t2，在原点时的速度为vm，

由运动学公式有④

同理可知：⑤

Ekm＝mvm2⑥

而周期：T=2（t1+t2）⑦

联立①②④⑤⑥⑦并代入相关数据可得：T=3．0×10-8s