Question

静电除尘在许多厂矿得到应用，它可以净化工厂排放到大气的烟雾，使其达到环保要求的排放标准．图示是烟囱除尘的一种工作原理图，将烟囱两侧的金属板分别接在直流电源的两极后，就能在两金属板间产生电场．烟囱里的带电尘粒，在电场力的作用下将向某一金属板运动，使烟尘碰到金属板后掉在烟囱的底部，从而净化了排放到大气中的烟雾．设两金属板间产生的匀强电场强度为4×10⁴N/C，每个烟尘带电量为2×10^-12C，（静电力常量k=9×10⁹N?m²/C²）请回答：
（1）如果烟尘所带的是正电荷，则尘粒将被吸向哪一金属板？
（2）带电尘粒受到金属板间匀强电场的电场力有多大？
（3）对于相距0.1m的两个尘粒，它们之间的相互作用力多大？

Answer 1

分析：（1）由图可知两极板间的电场方向，则由烟尘的受力情况中分析其运动方向；
（2）根据公式F=Eq可计算带电尘粒所受电场力；
（3）根据库仑定律可计算相距0.1m的两个尘粒之间的相互作用力．

解答：解：（1）由图可知，A极板为正极，B极板为负极；则带正电的尘粒受电场力指向B板，故带电尘粒将向B板运动，被吸附在B板上；
（2）带电尘粒受到金属板间匀强电场的电场力为：
F=qE=2×10^-12×4×10⁴N=8×10^-8N 
（3）由库仑定律得两个尘粒之间的相互作用为：
F2=k

q1q2

r2

=9×109×N

2×10-12×2×10-12

0．12

N=3.6×10-12N
答：（1）如果烟尘所带的是正电荷，则尘粒将被吸向B金属板；
（2）带电尘粒受到金属板间匀强电场的电场力为8×10^-8N；
（3）对于相距0.1m的两个尘粒，它们之间的相互作用力3.6×10^-12N．

点评：本题考查静电应用，只要明确设备原理，即可应用简单的物理知识分析解答．