如圖22-16所示是模擬凈化空氣過程的兩種設(shè)計方案.含灰塵的空氣密閉在玻璃圓筒(圓筒的高和直徑相等)內(nèi).第一種方案:在圓筒頂面和底面加上電壓U,沿圓筒的軸線方向形成一個勻強電場,塵粒運動方向如圖甲所示;第二種方案:圓筒軸線處放一直導線,在導線與筒壁間也加上電壓U,形成沿半徑方向的輻向電場,塵粒運動方向如圖乙所示.已知空氣阻力與塵粒運動的速度成正比,即fkv(k為一定值),假設(shè)每個塵粒的質(zhì)量和電荷量均相同,重力不計.關(guān)于兩種方案,下列說法正確的是(  )

圖22-16

A.塵粒最終一定做勻速運動

B.灰塵沉積處的電場強度大小不相等

C.電場對單個塵粒做功的最大值相等

D.能實現(xiàn)勻速運動的塵粒的最終速率相等


解析:塵粒速度達到一定值時,塵粒所受阻力大小等于電場力,塵粒做勻速運動,而對于一部分離目標極板較近的塵粒來說,可能還沒有加速到這個速度就已經(jīng)打到極板上,故A錯誤;對于兩種方案,電壓相等,但兩極間的距離不相等,所以灰塵沉積處電場強度大小不相等,B正確;兩種方案電場對單個塵粒做功的最大值均為qU,C正確;當塵粒勻速運動時,qEkv,式中q、k相同,但E不同,所以v不等,故D錯誤.

答案:BC

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相關(guān)習題

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關(guān)于物體的動能,下列說法中正確的是(  )

A.物體速度變化,其動能一定變化

B.物體所受的合外力不為零,其動能一定變化

C.物體的動能變化,其運動狀態(tài)一定發(fā)生改變

D.物體的速度變化越大,其動能一定也變化越大

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某同學利用打點計時器、已知質(zhì)量為m的滑塊、可調(diào)節(jié)高度的斜面、直尺等儀器進行“探究動能定理”的實驗,如圖20-2所示,他首先將打點計時器固定在斜面的上端,并將滑塊與紙帶相連,讓紙帶穿過打點計時器,接通低壓交流電源(已知其頻率為f)后釋放滑塊,打點計時器在紙帶上打下一系列點.

  

圖20-2          圖20-3

圖20-4

回答下列問題:(用已知字母表示)

(1)寫出影響滑塊動能變化的主要因素________________________.

(2)該實驗探究中為了求合外力,應先求出滑塊與斜面的動摩擦因數(shù).該同學通過多次調(diào)節(jié)斜面的高度,得到一條打點間距均勻的紙帶,如圖20-3所示,此時相對應的斜面長為L、斜面高為h.由此可求出滑塊與斜面的動摩擦因數(shù)為μ=______.

(3)保持斜面長度不變,升高斜面高度到H(H>h),該同學在實驗中得到一條打點清晰的紙帶,如圖20-4所示,用直尺測出x1、x2、x3,對A、B兩點研究:此時滑塊在A、B兩點的速度大小為:vA=________,vB=________.

(4)該同學對AB段進行研究,根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)計算合外力對滑塊做的功W,滑塊動能的變化量ΔEk,在誤差允許的范圍內(nèi)W=ΔEk.

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如圖22-2所示,在MN處固定著兩個等量異種點電荷,在它們的連線上有AB兩點,已知MAABBN.下列說法正確的是(  )

圖22-2

A.A、B兩點場強相同

B.AB兩點電勢相等

C.將一正電荷從A點移到B點,電場力做負功

D.負電荷在A點的電勢能大于在B點的電勢能

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在光滑的水平面內(nèi)有一沿x軸的靜電場,其電勢φx坐標值的變化圖線如圖22-10所示.一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的帶正電小球(可視為質(zhì)點)從O點以初速度v0沿x軸正向移動.下列敘述正確的是(  )

圖22-10

A.若小球能運動到x1處,則該過程小球所受電場力逐漸增大

B.帶電小球從x1運動到x3的過程中,電勢能先減小后增大

C.若該小球能運動到x4處,則初速度v0至少為2

D.若v0為2,帶電粒子在運動過程中的最大速度為

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如圖23-4為靜電除塵器除塵機理的示意圖.塵埃在電場中通過某種機制帶電,在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積,以達到除塵的目的.下列表述正確的是(  )

A.到達集塵極的塵埃帶正電荷

B.電場方向由集塵極指向放電極

C.帶電塵埃所受電場力的方向與電場方向相同

D.同一位置帶電荷量越多的塵埃所受電場力越大

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如圖23-12所示,在傾角θ=37°的絕緣斜面所在空間存在著豎直向上的勻強電場,場強E=4.0×103 N/C,在斜面底端有一與斜面垂直的絕緣彈性擋板.質(zhì)量m=0.20 kg的帶電滑塊從斜面頂端由靜止開始滑下,滑到斜面底端與擋板相碰后以碰前的速率返回.已知斜面的高度h=0.24 m,滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.30,滑塊帶電量q=-5.0×10-4 C.重力加速度g=10 m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80.求:

圖23-12

(1)滑塊從斜面最高點滑到斜面底端時的速度大小;

(2)滑塊被擋板彈回能夠沿斜面上升的最大高度;

(3)滑塊從開始運動到停下來的整個過程中產(chǎn)生的熱量Q.(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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用輸出電壓為1.4 V、輸出電流為100 mA的充電器對內(nèi)阻為2 Ω的鎳-氫電池充電,如圖25-1所示,下列說法中正確的是(  )

A.電能轉(zhuǎn)化為化學能的功率為0.12 W

B.充電器消耗的電功率為0.14 W

C.充電時,電池消耗的熱功率為0.02 W

D.充電器把0.14 W的功率貯存在電池內(nèi)

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如圖29-1所示,水平導線中有電流I通過,導線正下方的電子初速度的方向與電流I的方向相同,則電子將(  )

A.沿路徑a運動,軌跡是圓

B.沿路徑a運動,軌道半徑越來越大

C.沿路徑a運動,軌道半徑越來越小

D.沿路徑b運動,軌道半徑越來越小

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