微波实验是近代物理实验室中的一个重要部分．反射式速调管是一种结构简单、实用价值较高的常用微波器件之一，它是利用电子团与场
| 微波实验是近代物理实验室中的一个重要部分．反射式速调管是一种结构简单、实用价值较高的常用微波器件之一，它是利用电子团与场相互作用在电场中发生振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似．如图1所示，在虚线MN两侧分布着方向平行于X轴的电场，其电势φ随x的分布可简化为如图2所示的折线．一带电微粒从A点由静止开始，在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动．已知带电微粒质量m=1.0×10 -20 kg，带电荷量q=-1.0×10 -9 C，A点距虚线MN的距离d 1 =1.0cm，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应．求： （1）B点距虚线MN的距离d 2 ； （2）带电微粒从A点运动到B点所经历的时间t．  |
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（1）由图2知虚线左右分别是匀强电场，
左侧电场沿-X方向，右侧电场沿+X方向，
大小分别为E 1 =
40
0.02 =2.0×10 3 N/C，E 2 =
40
0.01 =4.0×10 3 N/C，
带电微粒由A运动到B的过程中，
由动能定理得：|q|E 1 d 1 -|q|E 2 d 2 =0 ①，
由①式解得d 2 =
E 1
E 2 d 1 =0.50cm ②；
（2）设微粒在虚线MN两侧的加速度大小分别为a 1 、a 2 ，
由牛顿第二定律得：|q|E 1 =ma 1 ③|q|E 2 =ma 2 ④
设微粒在虚线MN两侧运动的时间分别为t 1 、t 2 ，
由运动学公式得：d 1 =
1
2 a 1 t 1 2 ⑤d 2 ═
1
2 a 2 t 2 2 ⑥
运动时间：t=t 1 +t 2 ⑦
由②③④⑤⑥⑦式解得：t=1.5×10 -8 s；
答：（1）B点距虚线MN的距离d 2 为0.50cm；
（2）带电微粒从A点运动到B点所经历的时间为1.5×10 -8 s．
左侧电场沿-X方向，右侧电场沿+X方向，
大小分别为E 1 =
40
0.02 =2.0×10 3 N/C，E 2 =
40
0.01 =4.0×10 3 N/C，
带电微粒由A运动到B的过程中，
由动能定理得：|q|E 1 d 1 -|q|E 2 d 2 =0 ①，
由①式解得d 2 =
E 1
E 2 d 1 =0.50cm ②；
（2）设微粒在虚线MN两侧的加速度大小分别为a 1 、a 2 ，
由牛顿第二定律得：|q|E 1 =ma 1 ③|q|E 2 =ma 2 ④
设微粒在虚线MN两侧运动的时间分别为t 1 、t 2 ，
由运动学公式得：d 1 =
1
2 a 1 t 1 2 ⑤d 2 ═
1
2 a 2 t 2 2 ⑥
运动时间：t=t 1 +t 2 ⑦
由②③④⑤⑥⑦式解得：t=1.5×10 -8 s；
答：（1）B点距虚线MN的距离d 2 为0.50cm；
（2）带电微粒从A点运动到B点所经历的时间为1.5×10 -8 s．
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