Question

如圖所示是靜電分選器的原理示意圖，將磷酸鹽和石英的混合顆粒由傳送帶送至兩個(gè)豎直的帶電平行板上方，顆粒經(jīng)漏斗從電場(chǎng)區(qū)域中央處開始下落，經(jīng)分選后的顆粒分別裝入A、B桶中．混合顆粒離開漏斗進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)磷酸鹽顆粒帶正電，石英顆粒帶負(fù)電，所有顆粒所帶的電荷量與質(zhì)量之比均為．若已知兩板間的距離為10cm，兩板的豎直高度為50cm．設(shè)顆粒進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度為零，顆粒間相互作用不計(jì)．如果要求兩種顆粒離開兩極板間的電場(chǎng)區(qū)域時(shí)有最大的偏轉(zhuǎn)量且又恰好不接觸到極板．(g取10m/s²)

(1)兩極板間所加的電壓應(yīng)多大?

(2)若帶電平行板的下端距A、B桶底的高度為H=1.3m，求顆粒落至桶底時(shí)速度的大小．

Answer 1

答案：略
解析：

答案：(1)　(2)6.0m/s 思路分析：(1)顆粒在電場(chǎng)中受重力和電場(chǎng)力的共同作用，在豎直方向上分運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng)，下落距離為極板高度L．由自由落體公式可得顆粒在電場(chǎng)中下落時(shí)間為：．顆粒沿水平方向分運(yùn)動(dòng)為勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為，離開電場(chǎng)時(shí)顆粒在水平方向上的位移為d/2，由勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律得：．將t代入整理得，代入數(shù)值計(jì)算得V． (2)在顆粒下落的整個(gè)過程中，根據(jù)功能關(guān)系：，解得，代入數(shù)據(jù)得(或6.0m/s)． 規(guī)律技巧總結(jié)：聯(lián)系實(shí)際的問題應(yīng)明確物理過程，本題是帶電粒子在電場(chǎng)和重力場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的問題，采用了重力方向和電場(chǎng)力方向單獨(dú)處理的方法，使原本較為復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單化了．