如圖6-3-11甲所示，靜電除塵裝置中有一長為L、寬為b、高為d的矩形通道，其前、后面板使用絕緣材料，上、下面板使用金屬材料．圖6-3-26乙是裝置的截面圖，上、下兩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、分布均勻的塵埃以水平速度v0進入矩形通道，當帶負電的塵埃碰到下板后其所帶電荷被中和，同時被收集．通過調(diào)整兩板間距d可以改變收集效率η.當d＝d0時，η為81%(即離下板0.81d0范圍內(nèi)的塵埃能夠被收集)．不計塵埃的重力及塵埃之間的相互作用．

圖6-3-11

(1)求收集效率為100%時，兩板間距的最大值dm；

(2)求收集效率η與兩板間距d的函數(shù)關(guān)系．

解析　(1)收集效率η為81%，即離下板0.81 d0的塵埃恰好到達下板的右端邊緣，設(shè)高壓電源的電壓為U，則在水平方向有L＝v0t                                       ①

在豎直方向有0.81d0＝at2                                                ②

其中a＝＝＝                                           ③

當減小兩板間距時，能夠增大電場強度，提高裝置對塵埃的收集效率．收集效率恰好為100%時，兩板間距即為dm.如果進一步減小d，收集效率仍為100%.因此，在水平方向有L＝v0t                                               ④

在豎直方向有dm＝a′t2                                             ⑤

其中a′＝＝＝                                               ⑥

聯(lián)立①②③④⑤⑥式可得dm＝0.9d0                                           ⑦

當d>0.9d0時，設(shè)距下板x處的塵埃恰好到達下板的右端邊緣，此時有

x＝2                                                 ⑧

根據(jù)題意，收集效率為η＝                                              ⑨

聯(lián)立①②③⑧⑨式可得η＝0.812.

答案　(1)0.9d0　(2)η＝0.812

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）（4分）圖10中游標卡尺讀數(shù)為   　　 mm，螺旋測微器讀數(shù)為   　　mm．

（2）(6分)在“探究速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，小車做勻變速直線運動，記錄小車運動的紙帶如圖11所示．某同學在紙帶上共選擇7個計數(shù)點A、B、C、D、E、F、G，相鄰兩個計數(shù)點之間還有４個點沒有畫出．他量得各點到A點的距離如圖所示，根據(jù)紙帶算出小車的加速度為1 .0m/s2．則：

 

①本實驗中所使用的交流電源的頻率為   　　  Hz；

②打B點時小車的速度vB＝    　   m/s，BE間的平均速度＝    　   m/s.

 

(3)（8分）為了測量某電池的電動勢 E（約為3V）和內(nèi)阻 r，可供選擇的器材如下：

A．電流表G1（2mA 100Ω）          B．電流表G2（1mA 內(nèi)阻未知）

C．電阻箱R1（0~999.9Ω）            D．電阻箱R2（0~9999Ω）

E．滑動變阻器R3（0~10Ω  1A）       F．滑動變阻器R4（0~1000Ω 10mA）

G．定值電阻R0（800Ω  0.1A）         H．待測電池

I．導線、電鍵若干

 

①采用如圖12（甲）所示的電路，測定電流表G2的內(nèi)阻，得到電流表G1的示數(shù)I1、電流表G2的示數(shù)I2如下表所示：

I1（mA）

0.40

0.81

1.20

1.59

2.00

I2（mA）

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

根據(jù)測量數(shù)據(jù)，請在圖12（乙）坐標中描點作出I1—I2圖線．由圖得到電流表G2的內(nèi)阻等于   　　　 Ω．

②在現(xiàn)有器材的條件下，測量該電池電動勢和內(nèi)阻，采用如圖12（丙）所示的電路．在給定的器材中，圖中滑動變阻器①應該選用  　　，電阻箱②應該選用  　　 （均填寫器材后面的代號）．

③根據(jù)圖12（丙）所示電路，請在圖12（�。┲杏霉P畫線代替導線，完成實物電路的連接．

 

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科目：高中物理 來源：2010-2011學年北京市石景山區(qū)高三上學期期末考試物理試卷 題型：實驗題

（1）（4分）圖10中游標卡尺讀數(shù)為   　　 mm，螺旋測微器讀數(shù)為   　　mm．

（2）(6分)在“探究速度隨時間變化的規(guī)律”實驗中，小車做勻變速直線運動，記錄小車運動的紙帶如圖11所示．某同學在紙帶上共選擇7個計數(shù)點A、B、C、D、E、F、G，相鄰兩個計數(shù)點之間還有４個點沒有畫出．他量得各點到A點的距離如圖所示，根據(jù)紙帶算出小車的加速度為1 .0m/s2．則：

 

①本實驗中所使用的交流電源的頻率為   　　  Hz；

②打B點時小車的速度vB＝    　   m/s，BE間的平均速度＝    　   m/s.

 

(3)（8分）為了測量某電池的電動勢 E（約為3V）和內(nèi)阻 r，可供選擇的器材如下：

A．電流表G1（2mA  100Ω）           B．電流表G2（1mA  內(nèi)阻未知）

C．電阻箱R1（0~999.9Ω）            D．電阻箱R2（0~9999Ω）

E．滑動變阻器R3（0~10Ω  1A）       F．滑動變阻器R4（0~1000Ω  10mA）

G．定值電阻R0（800Ω  0.1A）          H．待測電池

I．導線、電鍵若干

 

①采用如圖12（甲）所示的電路，測定電流表G2的內(nèi)阻，得到電流表G1的示數(shù)I1、電流表G2的示數(shù)I2如下表所示：

I1（mA）

0.40

0.81

1.20

1.59

2.00

I2（mA）

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

根據(jù)測量數(shù)據(jù)，請在圖12（乙）坐標中描點作出I1—I2圖線．由圖得到電流表G2的內(nèi)阻等于   　　　 Ω．

②在現(xiàn)有器材的條件下，測量該電池電動勢和內(nèi)阻，采用如圖12（丙）所示的電路．在給定的器材中，圖中滑動變阻器①應該選用  　　，電阻箱②應該選用  　　 （均填寫器材后面的代號）．

③根據(jù)圖12（丙）所示電路，請在圖12（�。┲杏霉P畫線代替導線，完成實物電路的連接．

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖6-4-11所示是一種測量血壓的壓力傳感器在工作時的示意圖.薄金屬片P固定有4個可以形變的電阻R1、R2、R3、R4，如圖（乙），圖（甲）是它的側(cè)面圖，這4個電阻連成的電路如圖（丙）所示.試回答下列問題：

圖6-4-11

（1）開始時金屬片中央O點未加任何壓力，欲使電壓表無示數(shù)，則4個電阻應滿足怎樣的關(guān)系？

（2）當O點加一個壓力F后發(fā)生形變，這時4個電阻也隨之發(fā)生形變，形變后各電阻阻值大小如何變化？

（3）電阻變化后，電路的A、B兩點哪點電勢高？它為什么能測量血壓？

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科目：高中物理 來源： 題型：

某同學測量一只未知阻值的電阻Rx.

(1)他先用多用電表進行測量，指針偏轉(zhuǎn)如圖7－6－11甲所示，為了使多用電表的測量結(jié)果更準確，該同學應選用________擋位，更換擋位重新測量之前應進行的步驟是

________________________________________________．

(2)接下來再用“伏安法”測量該電阻，所用儀器如圖乙所示，其中電壓表內(nèi)阻約為5 kΩ，電流表內(nèi)阻約為5 Ω，變阻器最大阻值為100 Ω.圖中部分連線已經(jīng)連接好，為了盡可能準確地測量電阻，請你完成其余的連線．

(3)該同學用“伏安法”測量的電阻Rx的值將________(選填“大于”“小于”或“等于”)被測電阻的實際值．

(4)連接電路時應注意的主要事項：________________________________(任回答一項)．

圖

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