【題目】為減少煙塵排放對(duì)空氣的污染,某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)如圖所示的靜電除塵器,該除塵器的上下底面是邊長(zhǎng)為L=0.20m的正方形金屬板,前后面是絕緣的透明有機(jī)玻璃,左右面是高h=0.10m的通道口。使用時(shí)底面水平放置,兩金屬板連接到U=2000V的高壓電源兩極(下板接負(fù)極),于是在兩金屬板間產(chǎn)生一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)(忽略邊緣效應(yīng))。均勻分布的帶電煙塵顆粒以v=10m/s的水平速度從左向右通過(guò)除塵器,已知每個(gè)顆粒帶電荷量q=+2.0×10-17C,質(zhì)量m=1.0×10-15kg,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。在閉合開(kāi)關(guān)后:
(1)求煙塵顆粒在通道內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的大小和方向;
(2)求除塵過(guò)程中煙塵顆粒在豎直方向所能偏轉(zhuǎn)的最大距離;
(3)除塵效率是衡量除塵器性能的一個(gè)重要參數(shù)。除塵效率是指一段時(shí)間內(nèi)被吸附的煙塵顆粒數(shù)量與進(jìn)入除塵器煙塵顆粒總量的比值。試求在上述情況下該除塵器的除塵效率;若用該除塵器對(duì)上述比荷的顆粒進(jìn)行除塵,試通過(guò)分析給出在保持除塵器通道大小不變的前提下,提高其除塵效率的方法。
【答案】(1)方向豎直向下 (2)8.0cm;(3)在除塵器通道大小及顆粒比荷不改變的情況下,可以通過(guò)適當(dāng)增大兩金屬板間的電壓U,或通過(guò)適當(dāng)減小顆粒進(jìn)入通道的速度v來(lái)提高除塵效率。
【解析】
試題分析:(1)煙塵顆粒在通道內(nèi)只受電場(chǎng)力的作用,電場(chǎng)力F=qE (1分)
又因?yàn)? (1分)
設(shè)煙塵顆粒在通道內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度為a,根據(jù)牛頓第二定律有 (2分)
解得 ,方向豎直向下 (2分)
(2)若通道最上方的顆粒能通過(guò)通道,則這些顆粒在豎直方向上有最大的偏轉(zhuǎn)距離
這些顆粒在水平方向的位移 L=vt (2分)
在豎直方向的位移 (2分)
解得 可確定這些顆粒能通過(guò)通道
因此,除塵過(guò)程中煙塵顆粒在豎直方向偏轉(zhuǎn)的最大距離為8.0cm (2分)
(3)設(shè)每立方米有煙塵顆粒為N0
時(shí)間t內(nèi)進(jìn)入除塵器的顆粒N1= N0hLvt (1分)
時(shí)間t內(nèi)吸附在底面上的顆粒N2= N0h0Lvt (1分)
則除塵效率 =80% (2分)
因?yàn)?/span>
當(dāng)h0<h時(shí),
當(dāng)h0≥h時(shí),η=1 (2分)
因此,在除塵器通道大小及顆粒比荷不改變的情況下,可以通過(guò)適當(dāng)增大兩金屬板間的電壓U,或通過(guò)適當(dāng)減小顆粒進(jìn)入通道的速度v來(lái)提高除塵效率。 (2分)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,水平放置的兩根平行金屬導(dǎo)軌相距0.2m,上面有一質(zhì)量為0.04kg的均勻金屬棒ab,金屬棒電阻忽略不計(jì),電源電動(dòng)勢(shì)為6V、內(nèi)阻為0.5Ω,滑動(dòng)變阻器調(diào)到2.5Ω時(shí),要使金屬棒ab對(duì)軌道的壓力恰好為零且靜止,需在金屬棒所在位置施加一個(gè)垂直ab的勻強(qiáng)磁場(chǎng),g=10m/s2,求:
(1)流過(guò)金屬棒的電流多大?
(2)該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向?
(3)該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為多少?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一正點(diǎn)電荷固定在傾角為30°的光滑絕緣斜面底部的C點(diǎn),斜面上有A、B兩點(diǎn),且A、B和C在同一直線上,A和C相距為L,B為AC中點(diǎn)。現(xiàn)將一質(zhì)量為m帶電量為q的小球從A點(diǎn)靜止釋放,當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度恰好又為零,已知帶電小球在A點(diǎn)處的加速度大小為,求:
(1)小球在A點(diǎn)時(shí)受到的庫(kù)侖力大小;
(2)A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,、為平行板電容器的兩塊金屬板,極板與靜電計(jì)相連,靜電計(jì)的外殼和極板都接地.當(dāng)、兩板帶上等量異種電荷后,靜電計(jì)指針偏轉(zhuǎn)一定角度,此時(shí),在、板間有一正點(diǎn)電荷(帶電量很。╈o止在點(diǎn),則( )
A. 板不動(dòng),將板向下移動(dòng)時(shí),但靜電計(jì)指針偏角減小
B. 板不動(dòng),將板向右移動(dòng)時(shí),靜電計(jì)指針偏角增大
C. 板不動(dòng),將板向上移動(dòng)時(shí),點(diǎn)電荷保持不動(dòng)
D. 、板都不動(dòng),在、之間插入介質(zhì)板時(shí),靜電計(jì)指針偏角增大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一電荷量q=+3×10-5C的小球,用絕緣細(xì)線懸掛于豎直放置足夠大的平行金屬板中的O點(diǎn),開(kāi)關(guān)S合上后,小球靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角θ=37°.已知兩板間距d=0.1m,電源電動(dòng)勢(shì)E=15V,內(nèi)阻r=0.5Ω,電阻R1=3Ω,R2=R3=R4=8Ω,.取g=10m/s2,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8.則以下說(shuō)法正確的是( )
A. 電源的輸出功率為14W
B. 兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為140V/m
C. 帶電小球的質(zhì)量5.6毫克
D. 若增加R1的大小,會(huì)有瞬時(shí)電流從左向右流過(guò)R4
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一交流電流的圖象如圖所示,由圖可知( )
A.用電流表測(cè)該電流其示數(shù)為10A
B.該交流電流的頻率為50Hz
C.該交流電流通過(guò)10Ω電阻時(shí),電阻消耗的電功率為100W
D.該交流電流即時(shí)值表達(dá)式為i=10sin314tA
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,變壓器輸入有效值恒定的電壓,副線圈匝數(shù)可調(diào),變壓器的輸入電壓的表達(dá)式為u=220sin10π(V),如圖所示位置時(shí),原副線圈的匝數(shù)比為10:1,變壓器的輸出電壓通過(guò)輸電線送給用戶(電燈等用電器),R表示輸電線的電阻.( 。
A. 若提高變壓器的輸入電壓的頻率,則根據(jù)電磁感應(yīng)定律.變壓器的輸出電壓也將增大
B. 變壓器的輸出電壓為22V
C. 用電器增加時(shí),燈泡L1變暗
D. 用電器增加時(shí),變壓器的輸入功率增加
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一束平行光垂直斜面照射,小球從斜面上的O點(diǎn)以初速度v0沿水平方向拋出,落在斜面上的P點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 小球在從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間與v0無(wú)關(guān)
B. 小球在斜面上的位移OP與v0成正比
C. 小球在斜面上的投影勻速移動(dòng)
D. 小球在斜面上的投影勻加速移動(dòng)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在O點(diǎn)放置一個(gè)正電荷,在過(guò)O點(diǎn)的豎直平面內(nèi)的A點(diǎn),自由釋放一個(gè)帶正電的小球,小球的質(zhì)量為m、電荷量為q。小球落下的軌跡如圖中虛線所示,它與以O為圓心、R為半徑的圓(圖中實(shí)線表示)相交于B、C兩點(diǎn),O、C在同一水平線上,∠BOC=30°,A距離OC的豎直高度為h。若小球通過(guò)B點(diǎn)的速度為v,則下列說(shuō)法正確的是( )
A. 小球通過(guò)C點(diǎn)的速度大小是
B. 小球通過(guò)C點(diǎn)的速度大小是
C. 小球由A到C電場(chǎng)力做功是
D. 小球由A到C機(jī)械能的損失是
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