電量均為+Q的兩電荷固定在相距為2d的AB兩點(diǎn),O為AB連線中點(diǎn),AB連線中垂線上有一點(diǎn)M,到O的距離為A,已知靜電力常量k。
(1)求M點(diǎn)的場強(qiáng)。
(2)將一質(zhì)量為m,帶電量為-q的粒子從M點(diǎn)由靜止釋放,N為OM中點(diǎn),不考慮粒子的重力。
a.若A遠(yuǎn)小于d,可略去(Ad)n(n≥2)項(xiàng)的貢獻(xiàn),試證明粒子的運(yùn)動(dòng)為簡諧運(yùn)動(dòng);
b.簡諧運(yùn)動(dòng)可視為某一勻速圓周運(yùn)動(dòng)沿直徑方向上的投影運(yùn)動(dòng),請描述與該粒子所做簡諧運(yùn)動(dòng)相對應(yīng)的圓周運(yùn)動(dòng),并求該粒子做簡諧運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能的最大值。
c.若令此粒子分別過M點(diǎn)和N點(diǎn)在此靜電場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其周期分別為T1和T2,有學(xué)生認(rèn)為依據(jù)過M點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑更大,則其運(yùn)動(dòng)的周期也更大,即T1>T2,你認(rèn)為正確嗎?若正確,請說明理由。若不正確,請分析T1和T2的大小關(guān)系。
(
A
d
)
n
(
n
≥
2
)
【考點(diǎn)】電場強(qiáng)度的疊加;牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問題.
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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