题目内容
(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:
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(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?
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ax,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)
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