如圖2是某種靜電分選器的原理示意圖.兩個豎直放置的平行金屬板帶有等量異種電荷，形成勻強電場.分選器漏斗的出口與兩板上端處于同一高度，到兩板距離相等.混合在一起的a、b兩種顆粒從漏斗出口下落時，a種顆粒帶上正電，b種顆粒帶上負電.經(jīng)分選電場后，ab兩種顆粒分別落到水平傳送帶A、B上.已知兩板間距離d=0.1m，板的長度L=0.5m，電場僅局限于平行板之間，各顆粒所帶電量大小與其質(zhì)量之比為1×10-5C/kg.設顆粒進入電場時初速度為零，分選過程中顆粒大小及顆粒間的相互作用力不計.要求兩種顆粒離開電場區(qū)域時，不接觸到極板，但有最大偏轉(zhuǎn)量.g取10m/s2.（1）左右兩板各帶何種電荷？兩極板間的電壓為多大？（2）若兩帶電平行板的下端距傳送帶A、B的高度H=0.3m，顆粒落至傳送帶時的速度是多大？（3）設顆粒每次與傳送帶碰撞反彈時，沿豎直方向的速度大小為碰撞前豎直方向的速度大小的一半.寫出顆粒第n次碰撞反彈高度的表達式.并求出經(jīng)過多少次碰撞顆粒反彈的高度小于0.01m.


見分析


【試題分析】
不同的帶電顆粒進入電場后，豎直方向做自由落體運動，水平方向做勻加速運動.
（1）由于帶正電的顆粒向左偏，故左板帶負電，右板帶正電.依題意，顆粒在兩板間運動時，有
豎直方向：    L=gt2① 
水平方向：    =at2=t2②
由①②兩式得兩板間電壓U==V=1.0×104V.
（2）顆粒從進入電場到落到傳送帶上的過程中，由動能定理得mv2=qU+mg（L+H），所以速度v==m/s=4m/s.
（3）顆粒落至傳送帶時的豎直分速度vy==m/s，反彈高度h1==×=×0.8m，則第n次反彈后上升的高度為hn=×0.8m，解得n=4時，hn< 0.01m.
練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

（2004?北京）如圖是某種靜電分選器的原理示意圖，兩個豎直放置的平行金屬板帶有等量異號電荷，形成勻強電場．分選器漏斗的出口與兩板上端處于同一高度，到兩板距離相等．混合在一起的a、b兩種顆粒從漏斗出口下落時，a種顆粒帶上正電，b種顆粒帶上負電．經(jīng)分選電場后，a、b兩種顆粒分別落到水平傳送帶A、B上．
已知兩板間距d=0.1m，板的長度l=0.5m，電場僅局限在平行板之間；各顆粒所帶電量大小與其質(zhì)量之比均為1×10-5C/kg．設顆粒進入電場時的初速度為零，分選過程中顆粒大小及顆粒間的相互作用不計．要求兩種顆粒離開電場區(qū)域時，不接觸到極板但有最大偏轉(zhuǎn)量．重力加速度g取10m/s2．
（1）左右兩板各帶何種電荷？兩極板間的電壓多大？
（2）若兩帶電平行板的下端距傳送帶A、B的高度H=0.3m，顆粒落至傳送帶時的速度大小是多少？
（3）設顆粒每次與傳送帶碰撞反彈時，沿豎直方向的速度大小為碰撞前豎直方向速度大小的一半．寫出顆粒第n次碰撞反彈高度的表達式．并求出經(jīng)過多少次碰撞，顆粒反彈的高度小于0.01m．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖是某種靜電分選器的原理示意圖。兩個豎直放置的平行金屬板帶有等量異號電荷，形成勻強電場，分選器漏斗的出口與兩板上端處于同一高度，到兩板距離相等。混合在一起的a、b兩種顆粒從漏斗出口下落時，a種顆粒帶上正電，b種顆粒帶上負電。經(jīng)分選電場后，a、b兩種顆粒分別落到水平傳送帶A、B上。已知兩板間距d=0.1m，板的度，電場僅局限在平行板之間；各顆粒所帶電量大小與其質(zhì)量之比均為。設顆粒進入電場時的初速度為零，分選過程中顆粒大小及顆粒間的相互作用力不計。要求兩種顆粒離開電場區(qū)域時，不接觸到極板但有最大偏轉(zhuǎn)量。重力加速度g取。

（1）左右兩板各帶何種電荷？兩極板間的電壓多大？

（2）若兩帶電平行板的下端距傳送帶A、B的高度H=0.3m，顆粒落至傳送帶時的速度大小是多少？

（3）設顆粒每次與傳送帶碰撞反彈時，沿豎直方向的速度大小為碰撞前豎直方向速度大小的一半。寫出顆粒第n次碰撞反彈高度的表達式。并求出經(jīng)過多少次碰撞，顆粒反彈的高度小于0.01m。

 

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科目：高中物理 來源：北京 題型：問答題

如圖是某種靜電分選器的原理示意圖，兩個豎直放置的平行金屬板帶有等量異號電荷，形成勻強電場．分選器漏斗的出口與兩板上端處于同一高度，到兩板距離相等．混合在一起的a、b兩種顆粒從漏斗出口下落時，a種顆粒帶上正電，b種顆粒帶上負電．經(jīng)分選電場后，a、b兩種顆粒分別落到水平傳送帶A、B上．
已知兩板間距d=0.1m，板的長度l=0.5m，電場僅局限在平行板之間；各顆粒所帶電量大小與其質(zhì)量之比均為1×10-5C/kg．設顆粒進入電場時的初速度為零，分選過程中顆粒大小及顆粒間的相互作用不計．要求兩種顆粒離開電場區(qū)域時，不接觸到極板但有最大偏轉(zhuǎn)量．重力加速度g取10m/s2．
（1）左右兩板各帶何種電荷？兩極板間的電壓多大？
（2）若兩帶電平行板的下端距傳送帶A、B的高度H=0.3m，顆粒落至傳送帶時的速度大小是多少？
（3）設顆粒每次與傳送帶碰撞反彈時，沿豎直方向的速度大小為碰撞前豎直方向速度大小的一半．寫出顆粒第n次碰撞反彈高度的表達式．并求出經(jīng)過多少次碰撞，顆粒反彈的高度小于0.01m．
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科目：高中物理 來源：專項題 題型：計算題

如圖所示是某種靜電分選器的原理示意圖。兩個豎直放置的平行金屬板帶有等量異號電荷，形成勻強電場。分選器漏斗的出口與兩板上端處于同一高度，到兩板距離相等。混合在一起的a、b兩種顆粒從漏斗出口下落時，a種顆粒帶上正電，b種顆粒帶上負電。經(jīng)分選電場后，a、b兩種顆粒分別落到水平傳送帶A、B上。已知兩板間距d＝0.1 m，板的長度l＝0.5 m，電場僅局限在平行板之間；各顆粒所帶電荷量大小與其質(zhì)量之比均為1×10-5 C/kg。設顆粒進入電場時的初速度為零，分選過程中顆粒大小及顆粒間的相互作用力不計。要求兩種顆粒離開電場區(qū)域時，不接觸到極板但有最大偏轉(zhuǎn)量。重力加速度g取10 m/s2。
(1)左右兩板各帶何種電荷？兩極板間的電壓多大？
(2)若兩帶電平行板的下端距傳送帶A、B的高度H＝0.3 m，顆粒落至傳送帶時的速度大小是多少？

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