Question

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中的振荡来产生微波，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φ随x的分布如图所示。一质量m＝2.0×10^－20kg，电荷量q＝2.0×10^－9C的带负电的粒子从(-1,0)点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上往返运动。则

A. x轴左侧电场强度E₁和右侧电场强度E₂的大小之比

B. 粒子在0~0.5cm区间运动过程中的电势能减小

C. 该粒子运动过程中电势能变化量的最大值为4.0×10^－8J

D. 该粒子运动的周期T＝3.0×10^－8 s

Answer

ACD

【解析】由图可知：根据U=Ed可知：左侧电场强度：

  右侧电场强度： ,所以 ，选项A正确；粒子带负电，故在0~0.5cm区间运动过程中的电势能增加，选项B错误；该粒子运动过程中电势能变化量的最大值为，选项C正确；

粒子运动到原点时速度最大，根据动能定理有：qE1•x=Ekm，其中x=1.0×10-2m
联立并代入相关数据可得：Ekm＝2.0×10−8J
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 ;同理可知：

;而周期：T=2（t1+t2）；联立并代入相关数据可得：T=3.0×10-8s，选项D正确；故选ACD.

点睛：本题考查带电粒子在电场中的运动分析，要注意明确运动过程，并能根据牛顿第二定律以及动能定理等物理规律进行分析，并灵活应用数学规律求解．