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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。
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發(fā)布:2024/8/3 8:0:9組卷:98引用:2難度:0.2
相似題
  • 菁優(yōu)網(wǎng)1.如圖所示,真空中存在空間范圍足夠大的、方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),在電場(chǎng)中,圓心為O、半徑為
    R
    =
    6
    7
    m
    的圓弧形光滑絕緣軌道MN固定在豎直平面內(nèi),O、N恰好處于同一豎直線上,ON=R,OM與豎直方向之間的夾角θ=37°。水平虛線BC上有一點(diǎn)A,點(diǎn)A、M的連線恰好與圓弧軌道相切于M點(diǎn),AM=2R。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)以一定的初速度沿AM做直線運(yùn)動(dòng),帶電小球從M點(diǎn)進(jìn)入圓弧軌道后,恰好能沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)并從N點(diǎn)射出。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度大小g取10m/s2。求:
    (1)帶電小球在A點(diǎn)時(shí)的初速度大?。?br />(2)帶電小球從N點(diǎn)射出后經(jīng)過(guò)水平虛線BC上的D點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)到A點(diǎn)的距離。(結(jié)果保留根式)
    發(fā)布:2024/10/23 0:0:2組卷:10引用:3難度:0.4
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.一個(gè)電荷量為q=-2×10-8C,質(zhì)量為m=1×10-14kg的帶電粒子,由靜止經(jīng)電壓為U1=400V的加速電場(chǎng)加速后,立即沿中心線O1O2垂直進(jìn)入一個(gè)電壓為U2=600V的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),然后打在垂直于O1O2放置的熒光屏上的P點(diǎn),偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)兩極板間距為d=4cm,極板長(zhǎng)L=4cm,極板的右端與熒光屏之間的距離為L(zhǎng)1=6cm。整個(gè)裝置如圖示(不計(jì)粒子的重力),求:
    (1)粒子射出加速電場(chǎng)時(shí)的速度v0;
    (2)粒子射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能;
    (3)粒子打在熒光屏上的P點(diǎn)到O2的距離y′。
    發(fā)布:2024/10/22 0:0:2組卷:17引用:2難度:0.6
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.如圖所示,MN、PQ為光滑絕緣水平面內(nèi)相距
    7
    4
    L
    的兩平行邊界線,邊界線之間存在著勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)平行于水平面且垂直于邊界,方向水平向右。可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球A、B質(zhì)量均為m,用長(zhǎng)度L的絕緣輕桿相連,電量分別為+q和-2q(q>0)。開(kāi)始時(shí)A球緊鄰MN,輕桿和邊界線垂直。現(xiàn)靜止釋放兩小球并開(kāi)始計(jì)時(shí),t0時(shí)刻B小球恰好進(jìn)入電場(chǎng),此后的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球帶電量始終保持不變。求:
    (1)電場(chǎng)強(qiáng)度E及B球進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度;
    (2)A球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中距離MN的最大間距;
    (3)A球經(jīng)過(guò)PQ時(shí)的時(shí)刻表達(dá)式。
    發(fā)布:2024/10/23 2:0:1組卷:17引用:1難度:0.5
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