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    如图2是某种静电分选器的原理示意图.两个竖直放置的平行金属板带有等量异种电荷，形成匀强电场.分选器漏斗的出口与两板上端处于同一高度，到两板距离相等.混合在一起的a、b两种颗粒从漏斗出口下落时，a种颗粒带上正电，b种颗粒带上负电.经分选电场后，ab两种颗粒分别落到水平传送带A、B上.已知两板间距离d=0.1m，板的长度L=0.5m，电场仅局限于平行板之间，各颗粒所带电量大小与其质量之比为1×10-5C/kg.设颗粒进入电场时初速度为零，分选过程中颗粒大小及颗粒间的相互作用力不计.要求两种颗粒离开电场区域时，不接触到极板，但有最大偏转量.g取10m/s2.（1）左右两板各带何种电荷？两极板间的电压为多大？（2）若两带电平行板的下端距传送带A、B的高度H=0.3m，颗粒落至传送带时的速度是多大？（3）设颗粒每次与传送带碰撞反弹时，沿竖直方向的速度大小为碰撞前竖直方向的速度大小的一半.写出颗粒第n次碰撞反弹高度的表达式.并求出经过多少次碰撞颗粒反弹的高度小于0.01m.


    见分析


    【试题分析】
    不同的带电颗粒进入电场后，竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀加速运动.
    （1）由于带正电的颗粒向左偏，故左板带负电，右板带正电.依题意，颗粒在两板间运动时，有
    竖直方向：    L=gt2① 
    水平方向：    =at2=t2②
    由①②两式得两板间电压U==V=1.0×104V.
    （2）颗粒从进入电场到落到传送带上的过程中，由动能定理得mv2=qU+mg（L+H），所以速度v==m/s=4m/s.
    （3）颗粒落至传送带时的竖直分速度vy==m/s，反弹高度h1==×=×0.8m，则第n次反弹后上升的高度为hn=×0.8m，解得n=4时，hn< 0.01m.
    练习册系列答案
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    （2004?北京）如图是某种静电分选器的原理示意图，两个竖直放置的平行金属板带有等量异号电荷，形成匀强电场．分选器漏斗的出口与两板上端处于同一高度，到两板距离相等．混合在一起的a、b两种颗粒从漏斗出口下落时，a种颗粒带上正电，b种颗粒带上负电．经分选电场后，a、b两种颗粒分别落到水平传送带A、B上．
    已知两板间距d=0.1m，板的长度l=0.5m，电场仅局限在平行板之间；各颗粒所带电量大小与其质量之比均为1×10-5C/kg．设颗粒进入电场时的初速度为零，分选过程中颗粒大小及颗粒间的相互作用不计．要求两种颗粒离开电场区域时，不接触到极板但有最大偏转量．重力加速度g取10m/s2．
    （1）左右两板各带何种电荷？两极板间的电压多大？
    （2）若两带电平行板的下端距传送带A、B的高度H=0.3m，颗粒落至传送带时的速度大小是多少？
    （3）设颗粒每次与传送带碰撞反弹时，沿竖直方向的速度大小为碰撞前竖直方向速度大小的一半．写出颗粒第n次碰撞反弹高度的表达式．并求出经过多少次碰撞，颗粒反弹的高度小于0.01m．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图是某种静电分选器的原理示意图。两个竖直放置的平行金属板带有等量异号电荷，形成匀强电场，分选器漏斗的出口与两板上端处于同一高度，到两板距离相等。混合在一起的a、b两种颗粒从漏斗出口下落时，a种颗粒带上正电，b种颗粒带上负电。经分选电场后，a、b两种颗粒分别落到水平传送带A、B上。已知两板间距d=0.1m，板的度，电场仅局限在平行板之间；各颗粒所带电量大小与其质量之比均为。设颗粒进入电场时的初速度为零，分选过程中颗粒大小及颗粒间的相互作用力不计。要求两种颗粒离开电场区域时，不接触到极板但有最大偏转量。重力加速度g取。

    （1）左右两板各带何种电荷？两极板间的电压多大？

    （2）若两带电平行板的下端距传送带A、B的高度H=0.3m，颗粒落至传送带时的速度大小是多少？

    （3）设颗粒每次与传送带碰撞反弹时，沿竖直方向的速度大小为碰撞前竖直方向速度大小的一半。写出颗粒第n次碰撞反弹高度的表达式。并求出经过多少次碰撞，颗粒反弹的高度小于0.01m。

     

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    科目：高中物理 来源：北京 题型：问答题

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    已知两板间距d=0.1m，板的长度l=0.5m，电场仅局限在平行板之间；各颗粒所带电量大小与其质量之比均为1×10-5C/kg．设颗粒进入电场时的初速度为零，分选过程中颗粒大小及颗粒间的相互作用不计．要求两种颗粒离开电场区域时，不接触到极板但有最大偏转量．重力加速度g取10m/s2．
    （1）左右两板各带何种电荷？两极板间的电压多大？
    （2）若两带电平行板的下端距传送带A、B的高度H=0.3m，颗粒落至传送带时的速度大小是多少？
    （3）设颗粒每次与传送带碰撞反弹时，沿竖直方向的速度大小为碰撞前竖直方向速度大小的一半．写出颗粒第n次碰撞反弹高度的表达式．并求出经过多少次碰撞，颗粒反弹的高度小于0.01m．
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    科目：高中物理 来源：专项题 题型：计算题

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    (1)左右两板各带何种电荷？两极板间的电压多大？
    (2)若两带电平行板的下端距传送带A、B的高度H＝0.3 m，颗粒落至传送带时的速度大小是多少？

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