Question

如圖所示在兩塊豎直的平行金屬板A、B上端的中點Q的正上方，有一點P，在點P處放一帶正電的小球，已知小球的質量為m=5×10-⁶㎏，帶電荷量為q=5×10^-8c，P、Q間的高度h₀=1.25m，如果金屬板A、B無限長，板間距離d=0.04m，板間電壓U_AB=400V，求：
（1）帶電小球從靜止下落后，經過多長時間與金屬板相碰；
（2）相碰時離金屬板上端的距離。

Answer 1

解：（1）小球落至Q點的速度為V₀，由，得V₀=5m/s，
從P到Q的時間為t₁，由，得。
小球進入電場后在豎直方向上做初速度為V₀，加速度為g的勻加速運動，
在水平方向上做初速度等于零，加速度的勻加速運動。
水平方向：由，得
故帶電小球從靜止下落到與金屬板相撞所用的時間t= t₁+t₂=0.52s。
（2）小球在豎直方向上的分位移
即碰到金屬板的位置到金屬板上端的距離是0.102m。