电量均为+Q的两电荷固定在相距为2d的AB两点,O为AB连线中点,AB连线中垂线上有一点M,到O的距离为A,已知静电力常量k。
(1)求M点的场强。
(2)将一质量为m,带电量为-q的粒子从M点由静止释放,N为OM中点,不考虑粒子的重力。
a.若A远小于d,可略去(Ad)n(n≥2)项的贡献,试证明粒子的运动为简谐运动;
b.简谐运动可视为某一匀速圆周运动沿直径方向上的投影运动,请描述与该粒子所做简谐运动相对应的圆周运动,并求该粒子做简谐运动的动能的最大值。
c.若令此粒子分别过M点和N点在此静电场中做匀速圆周运动,其周期分别为T1和T2,有学生认为依据过M点做圆周运动的半径更大,则其运动的周期也更大,即T1>T2,你认为正确吗?若正确,请说明理由。若不正确,请分析T1和T2的大小关系。
(
A
d
)
n
(
n
≥
2
)
【考点】电场强度的叠加;牛顿第二定律与向心力结合解决问题.
【答案】(1)M点的电场强度为 ,方向由O指向M。
(2)a、粒子的运动为简谐运动。
b、粒子做简谐运动的动能最大值为。
c、说法正确,粒子过M点做匀速圆周运动的周期 T1,比过N点做匀速圆周运动的周期 T2 要大。
2
k
Q
q
A
(
a
2
+
A
2
)
3
2
(2)a、粒子的运动为简谐运动。
b、粒子做简谐运动的动能最大值为
k
Q
q
A
2
d
2
c、说法正确,粒子过M点做匀速圆周运动的周期 T1,比过N点做匀速圆周运动的周期 T2 要大。
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/28 8:51:19组卷:133引用:1难度:0.4
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