Question

（12分）如图所示，两块竖直放置的平行金属板A、B，板距d＝0.04m，两板间的电压U＝400V，板间有一匀强电场。在A、B两板上端连线的中点Q的正上方，距Q为h＝1.25m的P点处有一带正电小球，已知小球的质量m＝5×10^－6kg，电荷量q＝5×10^－8C。设A、B板足够长，g取10m/s²。试求：

   

（1）带正电小球从P点开始由静止下落，经多长时间和金属板相碰？

（2）相碰时，离金属板上端的距离多大？

Answer 1

解析：

（1）设小球从P到 Q需时t₁，由得

(s)             （2分）

小球进入电场后其飞行时间决定于电场力产生的加速度a_x，由力的独立作用原理，可以求出小球在电场中的运动时间t₂。应有

                             （1分）

                                   （1分）

                                （2分）

由以上几式，得

(s)    （2分）

所以，运动总时间     (s)           （1分）

（2）小球由P点开始在竖直方向上始终是自由落体运动，在时间t内的位移为

(m)   （2分）

相碰时离金属板上端的距离为：     （1分）