题目

为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘透明的有机玻璃，它的上下底面是面积为S=0.04m2的金属板，间距L=0.05m，当连接到U=2500V的高压电源正负两极时，能在两金属板间产生一个匀强电场，如图所示.现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内，每立方米有烟尘颗粒1013个，假设这些颗粒都处于静止状态，每个颗粒的电荷量为q=+1.0×10-17C，质量为m=2.0×10-15kg，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力.合上开关后，求：（1）经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸附；（2）除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功；（3）经过多长时间容器中烟尘颗粒的总动能达到最大； 答案：（1）0.02s          （2）2.5×10-4J         （3）0.014s【试题分析】【解析】 （1）当最靠近上表面的烟尘颗粒被吸附到下板时，烟尘就被全部吸附.烟尘颗粒受到的电场力为，又L=at2=，得t==0.02s.（2）由于板间烟尘颗粒均匀分布，可认为烟尘的质心位于板间中点位置，因此除尘过程中电场对烟尘颗粒所做的总功为（3）假定所有烟尘集中于板中央，当烟尘运动到下板时，系统总动能最大，则，即

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