某同學(xué)設(shè)計(jì)了一臺(tái)靜電除塵裝置,如圖1所示,裝置中有一長(zhǎng)為L(zhǎng)、寬為b、高為d的矩形通道,其前、后面極板使用絕緣材料,上、下面極板使用金屬材料。圖2是裝置的截面圖,上、下兩極板與電壓恒定的高壓直流電源相連。質(zhì)量為m、電荷量為-q、分布均勻的球形塵埃顆粒以水平速度v0進(jìn)入矩形通道,當(dāng)帶負(fù)電的塵埃碰到下極板后其所帶電荷被中和,同時(shí)被收集。通過(guò)調(diào)整兩極板間電壓U可以改變收集效率η(即被收集的塵埃顆粒與總塵埃顆粒數(shù)的比值)。忽略一切摩擦、不計(jì)塵埃的重力及塵埃之間的相互作用力。
(1)求收集效率為100%時(shí),兩極板間電壓的最小值Um。
(2)請(qǐng)推導(dǎo)收集率η與兩極板間電壓U的函數(shù)關(guān)系。
(3)已知塵埃顆粒的電荷量與其半徑的平方成正比、質(zhì)量與半徑的立方成正比,單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入矩形通道的塵埃顆粒個(gè)數(shù)恒定。兩次進(jìn)入矩形通道的塵埃顆粒的直徑不同,當(dāng)10μm的塵埃顆粒完全被收集時(shí),高壓直流電源消耗的最小功率為P1;當(dāng)2.5μm的塵埃顆粒完全被收集時(shí),高壓直流電源消耗的最小功率為P2。求P1:P2。
【考點(diǎn)】帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng).
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/8/3 8:0:9組卷:120引用:2難度:0.2
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1.如圖所示,一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子以初速度v0由P點(diǎn)射入勻強(qiáng)電場(chǎng),入射方向與電場(chǎng)線垂直。粒子從Q點(diǎn)射出電場(chǎng)時(shí),其速度方向與電場(chǎng)線成30°角。已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的寬度為d,粒子重力不計(jì)。求:
(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E的大小;
(2)P、Q兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。發(fā)布:2024/12/29 17:0:1組卷:327引用:2難度:0.5 -
2.如圖所示,在真空中有一對(duì)帶電的平行金屬板水平放置,一帶電粒子沿平行于板面的方向,從左側(cè)兩極板中央射入電場(chǎng)中,恰能從右側(cè)極板邊緣處離開(kāi)電場(chǎng)。不計(jì)粒子重力。若還能讓粒子飛出電場(chǎng),下列操作中可行的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/11/28 20:30:6組卷:423引用:1難度:0.6 -
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發(fā)布:2024/12/18 11:30:1組卷:318引用:1難度:0.5
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