【題目】如圖甲所示，靜電除塵裝置中有長為L、寬為b、高為d的矩形通道，其前、后面板使用絕緣材料，上下面板使用金屬材料。圖乙是裝置的截面圖，上、下兩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、分布均勻的塵埃以水平速度進(jìn)入矩形通道、當(dāng)帶負(fù)電的塵埃碰到下板后其所帶電荷被中和，同時(shí)被收集。通過調(diào)整兩板間距d可以改變收集效率。當(dāng)d=時(shí)，為81%（即離下板0．81范圍內(nèi)的塵埃能夠被收集）。不計(jì)塵埃的重力及塵埃之間的相互作用：

（1）求上下板間電壓；

（2）求收集效率為100%時(shí)，兩板間距的最大值d；

（3）求收集效率為與兩板間距d 的函數(shù)關(guān)系。

【答案】（1） （2） （3）

【解析】

試題分析：（1）當(dāng)收集效率為81%，即離下板0．81的塵埃恰好到達(dá)下板的右端邊緣，設(shè)高壓電源的電壓為U，則在水平方向有 （1分）

在豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)則有： （1分）

其中

聯(lián)立以上可解得： （2分）

（2）當(dāng)減小兩板間距時(shí)，能夠增大電場(chǎng)強(qiáng)度，提高裝置對(duì)塵埃的收集效率。收集效率恰好為100%時(shí)，兩板間距即為。如果進(jìn)一步減小d，收集交率仍為100%。因此，在水平方向有 （1分）

在豎直方向有 （1分） 其中

聯(lián)立以上各式可得 （2分）

（3）通過前面的求解可知，當(dāng)時(shí)，收集效率均為100% 當(dāng)時(shí)，設(shè)距下板處的塵埃恰好到達(dá)下板的右端邊緣， 此時(shí)有 （2分）

根據(jù)題意，收集效率為 聯(lián)立式可得 （2分）

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個(gè)形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場(chǎng)，使粒子在通過狹縫時(shí)都能得到加速，兩形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示，則下列說法正確的是（ ）

A．要增大帶電粒子射出時(shí)的動(dòng)能，需增大電場(chǎng)的加速電壓

B．粒子是從電場(chǎng)中獲得能量的

C．粒子在磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)速越來越大

D．只要磁感應(yīng)強(qiáng)度及D形金屬盒半徑趨于無限大，粒子獲得的能量就可以無限大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，一輕彈簧的兩端與質(zhì)量分別為m1和m2的兩物塊A、B相連接，并靜止在光滑的水平面上�，F(xiàn)使A瞬時(shí)獲得水平向右的速度3m/s，以此刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，兩物塊的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，從圖象信息可得（ ）

A．在t1、t3時(shí)刻兩物塊達(dá)到共同速度1m/s，且彈簧都是處于壓縮狀態(tài)

B．從t3到t4時(shí)刻彈簧由壓縮狀態(tài)恢復(fù)到原長

C．兩物體的質(zhì)量之比為m1∶m2 = 1∶2

D．在t2時(shí)刻A與B的動(dòng)能之比為Ek1∶Ek2 =1∶8

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在兩等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中，MN為兩電荷連線的中垂線，a、b、c三點(diǎn)所在直線平行于兩電荷的連線，，且a與c關(guān)于MN對(duì)稱，b點(diǎn)位于MN上，d點(diǎn)位于兩電荷的連線上。以下判斷正確的是

A. b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)

B. b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)

C. a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差等于b、c兩點(diǎn)間的電勢(shì)差

D. 試探電荷+q在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于在c點(diǎn)的電勢(shì)能

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】兩個(gè)等量正電荷的連線的垂直平分線上有m、n兩點(diǎn)，如圖所示，下列說法正確的是：

①n點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度一定比m的大

②n點(diǎn)電勢(shì)一定比m的高

③負(fù)電荷從m到n點(diǎn)電勢(shì)能要增加

④負(fù)電荷從m點(diǎn)在電場(chǎng)力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間，還能回到m點(diǎn)。

A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為了探究質(zhì)量一定是加速度與力的關(guān)系，一同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，其中M為小車的質(zhì)量，m為砂和砂桶的質(zhì)量。（不計(jì)滑輪、細(xì)繩和彈簧測(cè)力計(jì)的質(zhì)量）

（1）關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作過程和注意事項(xiàng)，下列說法正確的是 （多選，填正確選項(xiàng)前的字母）

A．連接彈簧測(cè)力計(jì)的細(xì)線必須與長木板平行

B．實(shí)驗(yàn)中要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M

C．為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，要將帶滑輪的長木板右端適當(dāng)墊高，平衡摩擦力

D．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再釋放小車，同時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)

（2）某次實(shí)驗(yàn)中，該同學(xué)得到如圖乙所示的一條紙帶（相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出），已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為 （結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

（3）多次改變砂和砂桶的質(zhì)量m，得到多組小車的加速度a和彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F的數(shù)據(jù)，以小車的加速度a為橫坐標(biāo)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為縱坐標(biāo)，作出圖線，若圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為 （用k表示）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】航天飛機(jī)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)上宇航員處于失重狀態(tài)，是指宇航員（ ）

A. 不受任何力作用

B. 受力平衡

C. 不受重力作用

D. 受到地球的重力恰好提供了物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某工廠車間通過圖示裝置把貨物運(yùn)送到二樓倉庫，AB為水平傳送帶，CD為傾角、長的傾斜軌道，AB與CD通過長度忽略不計(jì)的圓弧軌道平滑連接，DE為半徑的光滑圓弧軌道，CD與DE在D點(diǎn)相切，OE為豎直半徑，F(xiàn)G為二樓倉庫地面（足夠長且與E點(diǎn)在同一高度），所有軌道在同一豎直平面內(nèi)。當(dāng)傳送帶以恒定速率運(yùn)行時(shí)，把一質(zhì)量的貨物（可視為質(zhì)點(diǎn)）由靜止放入傳送帶的A端，貨物恰好能滑入二樓倉庫，已知貨物與傳送帶、傾斜軌道及二樓倉庫地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，取、、，求：

（1）貨物在二樓倉庫地面滑行的距離；

（2）傳送帶把貨物從A端運(yùn)送到B端過程中因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示是“探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件”的實(shí)驗(yàn)裝置，下列情況不會(huì)引起電流表指針偏轉(zhuǎn)的是

A．閉合開關(guān)

B．斷開開關(guān)

C．閉合開關(guān)后拔出線圈A時(shí)

D．斷開開關(guān)后移動(dòng)變阻器的滑片時(shí)

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