Question

如右上图所示，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板长度无限，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

（1）设小球从P到 Q需时t₁s，由得 (s) ①---------（1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 ②--------（1分）。 ③----------（1分）。 ④ ---------（1分）。 由②③④式，得 (s)-------- （1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）。 与金属板上端的距离为 (m)--------------- （2分）。