Question

【題目】一個沿x軸方向分布的電場的場強與坐標(biāo)x關(guān)系圖像如圖所示，僅在的區(qū)間有電場，場強方向不同，大小均為E0，規(guī)定+x軸方向為正方向，x=0處電勢為零，一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶點粒子只在電場力作用下，以x=0為中心，沿x軸方向做周期性運動，其動能與電勢能之和為P。

（1）畫出x軸上電勢分布的圖像，要求標(biāo)出最高電勢；

（2）確定粒子的運動區(qū)間；

（3）一個周期內(nèi)粒子在x>0區(qū)域內(nèi)的運動時間；

（4）P必須滿足的取值范圍。

Answer 1

【答案】（1）如圖（2）（3） （4）

【解析】（1）如圖所示,

（2）由題意

動能為零處勢能為最大值P，時，最右位置：

解得：

同理，x<0時，最左位置

則粒子的運動區(qū)間

（3）在區(qū)域內(nèi)的運動由對稱的2段組成，每小段里均有；

解得

故總時間為

（4）做周期性運動的條件為，故

解得