Question

如圖所示,靜電分選的原理示意圖,將磷酸鹽和石英的混合顆粒由傳送帶送至兩個(gè)豎直帶電平行金屬板上方中部,經(jīng)電場區(qū)域下落,電場強(qiáng)度為5.0×10⁵ V/m,磷酸?鹽顆粒帶正電,石英顆粒帶負(fù)電,這些顆粒帶電率(顆粒所帶電荷量與顆粒質(zhì)量之比)均為1.0×10^-5 C/kg,如果要求兩種顆粒經(jīng)電場區(qū)域后至少分離10 cm,粒子在電場中通過的豎直距離至少應(yīng)多少?(g取10 m/s²)?

 

Answer 1

【答案】

0.1 m

【解析】這些顆粒在進(jìn)入電場區(qū)后，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，設(shè)粒子在電場中通過的豎直距離為L，則   （1）

粒子在水平方向上受電場力作用，做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為，

因?yàn)橐�求兩種顆粒經(jīng)電場區(qū)域后至少分離10 cm,，

所以每種顆粒在水平方向上的偏轉(zhuǎn)距離，所以  （2）

結(jié)合（1）（2）兩式可得，代入數(shù)據(jù)可得

即，所以粒子在豎直方向上通過的距離至少為0.1m

思路分析：些顆粒在進(jìn)入電場區(qū)后，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，即，在水平方向上做做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為，所以，因?yàn)橐�求兩種顆粒經(jīng)電場區(qū)域后至少分離10 cm,，所以每種顆粒在水平方向上的偏轉(zhuǎn)距離，

試題點(diǎn)評(píng)：本題考查了帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題，關(guān)鍵是分清楚粒子在豎直方向和水平方向上的運(yùn)動(dòng)，以及所要求的條件