题目内容
为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，它的上下底面是面积A=0.04m2的金属板，两底面间距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1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N=1023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力和空气阻力，并忽略烟尘颗粒的重力.求合上开关S后：（1）经过多长时间烟尘颗粒可被全部吸附.（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.
（1）0.02s.
（2）2.5×106J.
.（3）0.014s
【试题分析】
烟尘颗粒在电场力作用下做匀加速直线运动.
（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F=qU/L ，
而L=
at2=
，故所需时间t=
=0.02s.（2）共做功为W=
NALqU=2.5×106J.（3）设烟尘颗粒下落距离为x，则烟尘颗粒总动能EK=
mv2NA（L-x）=xNA（L-x），当x=L/2时，EK达最大，而x=at12，t1=
=
=0.014s. 
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为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，它的上下底面是面积A=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，每个颗粒带电量为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．求合上电键后：
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