（03年上海卷）（14分）為研究靜電除塵，有人設計了一個盒狀容器，容器側面是絕緣的透明有機玻璃，它的上下底面是面積A=0.04m2的金屬板，間距L=0.05m，當連接到U=2500V的高壓電源正負兩極時，能在兩金屬板間產生一個勻強電場，如圖所示�，F(xiàn)把一定量均勻分布的煙塵顆粒密閉在容器內，每立方米有煙塵顆粒1013個，假設這些顆粒都處于靜止狀態(tài)，每個顆粒帶電量為q=+1.0×10-17C，質量為m=2.0×10-15kg，不考慮煙塵顆粒之間的相互作用和空氣阻力，并忽略煙塵顆粒所受重力。求合上電鍵后：

（1）經過多長時間煙塵顆�？梢员蝗课�？

（2）除塵過程中電場對煙塵顆粒共做了多少功？

（3）經過多長時間容器中煙塵顆粒的總動能達到最大？

解析：

（1）當最靠近上表面的煙塵顆粒被吸附到下板時，煙塵就被全部吸附，煙塵顆粒受到的電場力

F=qU/L                                                                     （1）

 

L=                                                     （2）

 

∴ t==0.02 (s)                                  　         （3）

 

（2）W=NALqU                                                     （4）

 

       =2.5×10－4 （J）                                                    （5）

 

  （3）設煙塵顆粒下落距離為x

 

         Ek=              （6）

 

當x=時，Ek達最大，

 

     x=

 

    t1==0.014 (s)                                 （7）

練習冊系列答案
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（03年上海卷）（10分）如圖所示，1、2、3為p－V圖中一定質量理想氣體的三個狀態(tài)，該理想氣體由狀態(tài)1經過過程1－3－2到達狀態(tài)2。試利用氣體實驗定律證明：

   

 

 

 

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（03年上海卷）（10分）如圖所示，一高度為h=0.2m的水平面在A點處與一傾角為θ=30°的斜面連接，一小球以v0=5m/s的速度在平面上向右運動。求小球從A點運動到地面所需的時間（平面與斜面均光滑，取g=10m/s2）。某同學對此題的解法為：

小球沿斜面運動，則，由此可求得落地時間t。

問：你同意上述解法嗎？若同意，求出所需時間；

若不同意則說明理由并求出你認為正確的結果。

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（03年上海卷）（12分）質量為m的飛機以水平速度v0飛離跑道后逐漸上升，若飛機在此過程中水平速度保持不變，同時受到重力和豎直向上的恒定升力（該升力由其它力的合力提供，不含升力）。今測得當飛機在水平方向的位移為l時，它的上升高度為h。求：

（1）飛機受到的升力大�。�

（2）從起飛到上升至h高度的過程中升力所做的功及在高度h處飛機的動能。

 

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（03年上海卷）（14分）如圖所示，OACO為置于水平面內的光滑閉合金屬導軌，O、C處分別接有短電阻絲（圖中用粗線表示），R1=4Ω、R2=8Ω（導軌其它部分電阻不計）。導軌OAC的形狀滿足（單位：m）。磁感應強度B=0.2T的勻強磁場方向垂直于導軌平面。一足夠長的金屬棒在水平外力F作用下，以恒定的速率v=5.0m/s水平向右在導軌上從O點滑動到C點，棒與導軌接觸良好且始終保持與OC導軌垂直，不計棒的電阻。求：

（1）外力F的最大值；

（2）金屬棒在導軌上運動時電阻絲R1上消耗的最大功率；

（3）在滑動過程中通過金屬棒的電流I與時間t的關系。

 

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