（22分）如圖甲所示，靜電除塵裝置中有一長(zhǎng)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v0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η。當(dāng)d=d0時(shí)η為81%（即離下板081d0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。

⑴求收集效率為100%時(shí)，兩板間距的最大值dm；
⑵求收集率η與兩板間距d的函數(shù)關(guān)系；
⑶若單位體積內(nèi)的塵埃數(shù)為n，求穩(wěn)定工作時(shí)單位時(shí)間下板收集的塵埃質(zhì)量ΔM/Δt與兩板間距d的函數(shù)關(guān)系，并繪出圖線。
（1）  （2）（3）

（1）收集效率為81%，即離下板0.81d0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，在水平方向有                   ①
在豎直方向有                                ②
其中                                  ③
當(dāng)減少兩板間距是，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)，兩板間距為。如果進(jìn)一步減少，收集效率仍為100%。
因此，在水平方向有                                                   ④
在豎直方向有                                                      ⑤
其中                                                    ⑥
聯(lián)立①②③④⑤⑥可得                                             ⑦
（2）通過前面的求解可知，當(dāng)時(shí)，收集效率為100%                   ⑧
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
                                                             ⑨
根據(jù)題意，收集效率為                                                 ⑩
聯(lián)立①②③⑨⑩可得
（3）穩(wěn)定工作時(shí)單位時(shí)間下板收集的塵埃質(zhì)量=
當(dāng)時(shí)，，因此=
當(dāng)時(shí)，，因此=
繪出的圖線如下
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，粗糙的平行金屬導(dǎo)軌傾斜放置，導(dǎo)軌間距l=1m，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，頂端QQ′之間連接一個(gè)阻值為R=1.5Ω的電阻和開關(guān)S，底端PP′處有一小段水平軌道相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直于導(dǎo)軌平面。斷開開關(guān)S，將一根電阻不計(jì)質(zhì)量為m=4kg的金屬棒從AA′處由靜止開始滑下，落在水平面上的FF′處；閉合開關(guān)S，將金屬棒仍從AA′處由靜止開始滑下，落在水平面上的EE′處；開關(guān)S仍閉合，金屬棒從另一位置CC′處由靜止開始滑下，仍落在水平面上的EE′處。（忽略金屬棒經(jīng)過PP′處的能量損失，金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直接觸良好）測(cè)得相關(guān)數(shù)據(jù)為s=2m，h=5m，x1=2m，x2=1.5m，下列說法正確的是（   ）
A．S斷開時(shí)，金屬棒沿斜面下滑的加速度為1m/s2
B．CC′一定在AA′的上方
C．B=2T
D．從AA＇處釋放時(shí)，電阻R上產(chǎn)生的熱量為3.5J

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

電子（不計(jì)重力）自靜止開始經(jīng)M、N板間（兩板間電壓為u）的電場(chǎng)加速后從A點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)邊界射入寬度為L的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電子離開磁場(chǎng)時(shí)的位置P偏離入射方向的距離為L(zhǎng)，如圖所示..（已知電子的質(zhì)量為m，電量為e）求：
（1）電子在加速電場(chǎng)中加速后獲得的速度
(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度     
(3)電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

某種加速器的理想模型如圖1所示：兩塊相距很近的平行小極板中間各開有一小孔、，兩極板間電壓的變化圖象如圖2所示，電壓的最大值為、周期為，在兩極板外有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。若將一質(zhì)量為、電荷量為的帶正電的粒子從板內(nèi)孔處靜止釋放，經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間后恰能再次從孔進(jìn)入電場(chǎng)加速�，F(xiàn)該粒子的質(zhì)量增加了。（粒子在兩極板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間不計(jì)，兩極板外無電場(chǎng)，不考慮粒子所受的重力）
小題1:若在時(shí)刻將該粒子從板內(nèi)孔處靜止釋放，求其第二次加速后從孔射出時(shí)的動(dòng)能；
小題2:現(xiàn)要利用一根長(zhǎng)為的磁屏蔽管（磁屏蔽管置于磁場(chǎng)中時(shí)管內(nèi)無磁場(chǎng)，忽略其對(duì)管外磁場(chǎng)的影響）使圖1中實(shí)線軌跡（圓心為）上運(yùn)動(dòng)的粒子從孔正下方相距處的孔水平射出，請(qǐng)?jiān)诖痤}卡圖上的相應(yīng)位置處畫出磁屏蔽管；
小題3:若將電壓的頻率提高為原來的2倍，該粒子應(yīng)何時(shí)由板內(nèi)孔處從靜止開始加速，才能經(jīng)多次加速后獲得最大動(dòng)能？最大動(dòng)能是多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

（15分）如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m =2．0×10-11kg，
電荷量q = +1．0×10-5C的帶電微粒（重力忽略不計(jì)），
從靜止開始經(jīng)U1=100V電壓加速后，水平進(jìn)入兩平行
金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電壓U2=100V。金                                     
屬板長(zhǎng)L=20cm，上極板帶正電，兩板間距d =cm。

求：（1）微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度v0大��；
（2）微粒射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角θ；
（3）若該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為D=10cm，為使微粒不會(huì)由磁場(chǎng)右邊射出，該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少多大？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

在正方形的四個(gè)頂點(diǎn)處分別放有電流方向垂直紙面向里或向外的通電直導(dǎo)線，如圖所示，通電電流強(qiáng)度大小分別為I1、I2、I3、I4，（I1─I3）>（I2─I4）>0，已知距導(dǎo)線相同距離處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電流I成正比，正方形中心O處的磁感應(yīng)強(qiáng)度可用圖中的四條有向線段中的一條來表示，它是哪一條
A．B1
B．B2
C．B3
D．B4

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖甲所示，一邊長(zhǎng)為Ｌ的正方形導(dǎo)線框，勻速穿過寬2L的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域．取它剛進(jìn)入磁場(chǎng)的時(shí)刻為t＝0，則在圖乙中，能正確反映線框感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化規(guī)律的是（規(guī)定線框中電流沿逆時(shí)針方向?yàn)檎?img src="http://thumb.1010pic.com/pic2/upload/papers/20140824/201408241243047337378.png" style="vertical-align:middle;" />

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如下圖所示，水平放置的平行金屬板AB間距為d，兩板間電勢(shì)差為U，水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)為B。今有一帶電粒子在AB間豎直平面內(nèi)作半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則帶電粒子轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)開_________時(shí)針，速率為________。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖甲所示，x軸上方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向里、大小為B，x軸下方有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E，方向與y軸的夾角且斜向上方．現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子，以速度由y軸上的A點(diǎn)沿y軸正方向射入磁場(chǎng)，該離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后從x軸上的C點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域，該離子經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸夾角為．不計(jì)離子的重力，設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域和電場(chǎng)區(qū)域足夠大．
求：

 

 
 
 

小題1:C點(diǎn)的坐標(biāo)．
小題2:離子從A點(diǎn)出發(fā)到第三次穿越x軸時(shí)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間．
 

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