【題目】在化學工業(yè)和食品工業(yè)生產(chǎn)中，液體和粉末通過管道傳輸時，由于與管壁摩擦而產(chǎn)生靜電，它們長時間地保存著大量的電荷，與管壁間的電壓可高達幾萬伏，如果突然發(fā)生放電，就會產(chǎn)生電火花而引發(fā)火災(zāi)．

我們用如圖所示的模擬裝置對上述過程進行研究．在該裝置中，用聚苯乙烯小球模擬管道中流動的粉末上電荷積累的情況，本裝置還可用來研究如下的可能因素對電荷積累多少的影響，這些可能因素是：小球的速度，管道的長度，在貯存筒中攪動小球，把導電的添加劑與小球混合等．

（1）簡述該裝置的工作原理．

（2）設(shè)計一個方案，研究小球上電荷的積累與小球速度的定性關(guān)系．

（3）在實際生產(chǎn)中，為減少管道傳輸中由于靜電積累而引起的火花的危險，你有什么建議嗎？

（4）實際傳輸時，由于金屬導管深入金屬貯存筒內(nèi)，導管與筒、帶電的粉末和液體與筒之間也會有因高電壓而產(chǎn)生電火花的危險，這個問題如何解決？

【答案】（1）見解析 （2）見解析 （3）見解析 （4）把管子與貯存筒用金屬導線連接起來，并把貯存筒接地

【解析】

（1）聚苯乙烯是不良導體，用它做成的小球在沿導管下落時由于摩擦而帶電，小球進入金屬貯存筒使筒也帶上電荷，靜電計指針就張開，可以從指針張開的角度來了解小球積累電荷的多少 。（2）控制小球用不同的速度通過金屬導管倒入金屬貯存筒內(nèi)，分別觀察記錄速度不同時靜電計指針張開的角度，通過比較速度和指針張開角度的大小來確定關(guān)系。 （3）①在保證完成生產(chǎn)任務(wù)的前提下盡量減小小球的流動速度。②在保證將小球輸送到金屬貯存簡的前提下盡量縮短金屬導管的長度。③減少攪拌次數(shù)。④將導電添加劑與小球混合并攪拌均勻。（4）把管子與貯存筒用金屬導線連接起來，并把貯存筒接地

練習冊系列答案
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【題目】蕩秋千是大家喜愛的一項體育活動．隨著科技的迅速發(fā)展，將來的某一天，同學們也許會在其它星球上享受蕩秋千的樂趣．假設(shè)你當時所在星球的質(zhì)量為M、半徑為R，可將人視為質(zhì)點，秋千質(zhì)量不計、擺長不變、擺角小于90°，萬有引力常量為G．那么，

（1）該星球表面附近的重力加速度g星等于多少？

（2）若經(jīng)過最低位置的速度為v0，你能上升的最大高度是多少？

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【題目】如圖所示，一直角三角形處于平行于紙面的勻強電場中，∠A=90°，∠B=30°，AC長為L，已知A點的電勢為，B點的電勢為，C點的電勢為0。一帶電的粒子從C點以的速度出發(fā)，方向如圖所示(與AC邊成60°)。不計粒子的重力，下列說法正確的是

A. 電場強度的方向由B指向C

B. 電場強度的大小為

C. 若粒子能擊中圖中的A點，則該粒子的比荷為

D. 只要粒子的速度大小合適，就可能擊中圖中的B點

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【題目】如圖甲所示，在兩塊長為L、間距為L、水平固定的平行金屬板之間，存在方向垂直紙面向外的勻強磁場�，F(xiàn)將下板接地，讓質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子流從兩板左端連線的中點O以初速度v0水平向右射入板間，粒子恰好打到下板的中點。若撤去平行板間的磁場，使上板的電勢隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，則t＝0時刻，從0點射入的粒子P經(jīng)時間（未知量）恰好從下板右邊緣射出。設(shè)粒子打到板上均被板吸收，粒子的重力及粒子間的作用力均不計。

（1）求兩板間磁場的磁感應(yīng)強度大小B。

（2）若兩板右側(cè)存在一定寬度的、方向垂直紙面向里的勻強磁場，為了使t＝0時刻射入的粒子P經(jīng)過右側(cè)磁場偏轉(zhuǎn)后在電場變化的第一個周期內(nèi)能夠回到0點，求右側(cè)磁場的寬度d應(yīng)滿足的條件和電場周期T的最小值Tmin。

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【題目】如圖所示,質(zhì)量均為m的木塊A和B用一輕彈簧相連,豎直放在光滑的水平面上,木塊A上放有質(zhì)量為2m的木塊C,三者均處于靜止狀態(tài).現(xiàn)將木塊C迅速移開,若重力加速度為g,則在木塊C移開的瞬間( )

A. 彈簧的形變量不改變

B. 彈簧的彈力大小為mg

C. 木塊A的加速度大小為2g

D. 木塊B對水平面的壓力迅速變?yōu)?/span>2mg

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【題目】如圖所示，O是一固定的點電荷，另一點電荷P從很遠以初速度v0射入點電荷O的電場，在電場力作用下的運動軌跡是曲線MN.a、b、c是以O為中心、Ra、Rb、Rc為半徑畫出的三個圓，Rc-Rb＝Rb-Ra.1、2、3、4為軌跡MN與三個圓的一些交點.以|W12|表示點電荷P由1到2的過程中電場力做功的大小，|W34|表示由3到4的過程中電場力做功的大小，則(　　)

A. |W12|＝2|W34|

B. |W12|＞2|W34|

C. P、O兩電荷可能同號，也可能異號

D. P的初速度方向的延長線與O之間的距離可能為零

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【題目】如圖所示為遠距離交流輸電的簡化電路圖。發(fā)電廠的輸出電壓是U，用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是I1，其末端間的電壓為U1。在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用戶端的電流是I2。則（ ）

A. 用戶端的電壓為I1U1/I2

B. 輸電線上的電壓降為U

C. 理想變壓器的輸入功率為I12r

D. 輸電線路上損失的電功率為I1U

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【題目】兩根足夠長的平行光滑金屬導軌水平放置，勻強磁場垂直軌道平面向下，兩導軌之間連接阻值為R的電阻。在導軌上放一金屬棒ab，ab始終與導軌垂直，如圖所示。若在ab棒上施加水平恒力F使其從靜止開始向右運動，下列說法正確的是

A.金屬棒ab中感應(yīng)電流的方向ab

B.金屬棒ab所受安培力大小始終保持不變

C.金屬棒ab最終將做勻速直線運動

D.運動過程中水平恒力F對金屬棒ab所做的功全部轉(zhuǎn)化為金屬棒的動能

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【題目】利用反應(yīng)堆工作時釋放出的熱能使水汽化以推動汽輪發(fā)電機發(fā)電，這就是核電站．核電站消耗的“燃料”很少，但功率卻很大，目前，核能發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成熟，我國已具備了發(fā)展核電的基本條件. 已知鈾核的質(zhì)量為235.0439 u，中子質(zhì)量為1.0087 u，鍶(Sr)核的質(zhì)量為89.9077 u，氙(Xe)核的質(zhì)量為135.9072 u．1 u＝1.66×10-27 kg，濃縮鈾中鈾235的含量占2%。

（1）核反應(yīng)堆中的“燃料”是U，完成下面的核反應(yīng)方程式：U＋n→Sr＋Xe＋10n；

（2）一個鈾核發(fā)生裂變所釋放出的能量是多少？

（3）一座100萬千瓦的核電站每年放出的熱量是3.2×1016 J。則每年需要多少噸濃縮鈾？

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