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

题型：不详难度：来源：

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=0．1 m，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 x10^-5G/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4、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．

答案

见解析

解析

【错解分析】对粒子的受力分析及运动状态分析不透，未能正确地将粒子的运动分解为水平方向和竖直方向的分运动求解．
【正解】(1)左板带负电荷，右板带正电荷．依题意，颗粒在平行板间的竖直方向上满足

①
在水平方向上满足

②
①②两式联立得

(2)根据动能定理，颗粒落到水平传送带上满足

(3)在竖直方向颗粒作自由落体运动，它第一次落到水平传送带上沿竖直方向的速度 m/s．反弹高度

第二次反弹高度

根据题设条件，颗粒第n次反弹后上升的高度

当n=4时，h_n<0．01 m

举一反三

一个质量为m，带有电荷-q的小物块，可在水平轨道Ox上运动，O端有一与轨道垂直的固定墙，轨道处于匀强电场中，场强大小为E，方向沿Ox轴正方向，如图8－21所示，小物体以初速v₀从x₀沿Ox轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力f作用，且f＜qE。设小物体与墙碰撞时不损失机械能且电量保持不变。求它在停止运动前所通过的总路程s。

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质量为10kg的物体，在变力F作用下沿x轴做直线运动，力随坐标x的变化情况如图所示．物体在x＝0处，速度为1m/s，一切摩擦不计，则物体运动到x＝16m处时，速度大小为（　　）

A．m/s	B．3m/s
C．4m/s	D．m/s

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如图所示，倾角θ=30°，宽度L=1m的足够长的U形平行光滑金属导轨，固定在磁感应强度B=1T，范围充分大的匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直．用平行于导轨、功率恒为6W的牵引力F牵引一根质量m=0．2kg，电阻R=1Ω。放在导轨上的金属棒ab，由静止开始沿导轨向上移动(ab始终与导轨接触良好且垂直)，当ab棒移动2．8m时获得稳定速度，在此过程中，金属棒产生的热量为5．8J(不计导轨电阻及一切摩擦，取g=10m／s²)，

求：(1)ab棒的稳定速度；(2)ab棒从静止开始达到稳定速度所需时间．

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有一小球以10m/s的初速度冲上一个斜面，设在运动过程中阻力的大小不变，小球返回出发点时的速度为6m/s，则小球上升的最大高度是：

A．2.0m

B．2.5m

C．3.4m

D．4.1m

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如图所示，在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方h高度的P点，固定电荷量为+Q的点电荷.一质量为m、带电荷量为+q的物块(可视为质点)，从轨道上的A点以初速度v₀沿轨道向右运动，当运动到P点正下方B点时速度为v.已知点电荷产生的电场在A点的电势为φ(取无穷远处电势为零)，PA连线与水平轨道的夹角为60°，试求：

(1)物块在A点时受到的轨道的支持力大小.
(2)点电荷+Q产生的电场在B点的电势大小.

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