Question

為研究靜電除塵，有人設(shè)計了一個盒狀容器，容器側(cè)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(chǎn)生一個勻強電場，如圖所示，現(xiàn)把一定量均勻分布的煙塵顆粒密閉在容器內(nèi)，每立方米有煙塵顆粒N=1.0×10¹³個，假設(shè)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(zhì)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(jīng)過多長時間煙塵顆粒可以被全部吸附？

（2）除塵過程中電場對煙塵顆粒共做了多少功？

（3）經(jīng)過多長時間容器中煙塵顆粒的總動能達到最大？

Answer 1

（1）0.02s

（2）2.5×10^－4 J

（3）0.014s

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        ②       ∴  ③

（2）  ＝2.5×10^－4（J）   ④

（3）設(shè)煙塵顆粒下落距離為x    ⑤

當時  E_K達最大，       ⑥