有带平行板电容器竖直安放如图所示,两板间距d=0.1m,电势差U=100V,现从平行板上A处以vA=3m/s速度水平射入一带正电小球(已知小球带电荷量q=10-7C,质量m=0.02g)经一段时间后发现小球打在A

问题描述:

有带平行板电容器竖直安放如图所示,两板间距d=0.1m,电势差U=100V,现从平行板上A处以vA=3m/s速度水平射入一带正电小球(已知小球带电荷量q=10-7C,质量m=0.02g)经一段时间后发现小球打在A点正下方的B处,求A、B间的距离SAB.(g取10m/s2

小球m在处以vA以水平射入匀强电场后,运动轨迹如图所示.
考察竖直方向情况:小球无初速,只受重力mg,可看作是*落体运动;
考察水平方向情况,有初速vA,受恒定的电场力qE作用,作匀速直线运动,小球的曲线运动由上述两个正交的直线运动叠加而成.
由题可知:E=

U
d
=
100
0.1
=103V/m
设球飞行时间为t,在竖直方向上有:SAB=
1
2
gt2

水平方向上有:t=
2vA
a
=
2vA
Eq
m
=
2mvA
Eq

代入数据解得:SAB=7.2×10-2m
答:A、B间的距离SAB是7.2×10-2m.