静电场方向平行于x轴，其电势随x的分布可简化为如图所示的折线，图中和d为已知量．一个带负电的粒子在电场中以x=0为中心，沿x轴方向做周期性运动．已知该粒子质量为m、电量为-q，其动能与电势能之和为-A（0<A<q），忽略重力．求（1）粒子所受电场力的大小；（2）粒子的运动区间；（3）粒子的运动周期．

1. 静电场方向平行于x轴，其电势 $\text{[math]}$ 随x的分布可简化为如图所示的折线，图中 $\text{[math]}$ 和d为已知量．一个带负电的粒子在电场中以x=0为中心，沿x轴方向做周期性运动．已知该粒子质量为m、电量为-q，其动能与电势能之和为-A（0<A<q $\text{[math]}$ ），忽略重力．求

（1）粒子所受电场力的大小；

（2）粒子的运动区间；

（3）粒子的运动周期．

【考点】

电势差与电场强度的关系; 带电粒子在电场中的运动综合;

【答案】

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解答题困难

1. 如图所示，半径为R的光滑绝缘圆环竖直置于场强大小为E、方向水平向右的匀强电场中，质量为m、带电荷量为 $\text{[math]}$ 的空心小球穿在环上，当小球从顶点A由静止开始下滑到与圆心O等高的位置B时，求：（重力加速度为g）

（1）小球的速率；

（2）小球对环的作用力。

解答题容易

2. 如图所示，小球的质量为 $\text{[math]}$ 带电量为 $\text{[math]}$ 悬挂小球的绝缘丝线与竖直方向成 $\text{[math]}$ 时，小球恰好在水平向右的匀强电场中静止不动。（ g 取 $\text{[math]}$ 求：

（1）电场强度 E 的大小；

（2）剪断丝线后，小球的加速度 a 的大小；

（3）剪短丝线后，小球在 0.2 s 内电势能的减少量 $\text{[math]}$ 。

解答题容易

3. 如图所示，匀强电场方向与水平线夹角θ=30°，方向斜向右上方，电场强度为E，质量为m的小球带负电，以初速度 $\text{[math]}$ 开始运动，初速度方向与电场方向一致．

（1）若小球的带电荷量为 $\text{[math]}$ ，为使小球能做匀速直线运动，应对小球施加的恒力 $\text{[math]}$ 的大小和方向各如何？

（2）若小球的带电荷量为 $\text{[math]}$ ，为使小球能做直线运动，应对小球施加的恒力 $\text{[math]}$ 的最小值和方向各如何？

解答题容易