Question

【題目】圖是某種靜電分選器的原理示意圖。兩個豎直放置的平行金屬板帶有等量異號電荷，形成勻強電場。分選器漏斗的出口與兩板上端處于同一高度，到兩板距離相等。混合在一起的 a、b 兩種顆粒從漏斗出口下落時，a 種顆粒帶上正電，b 種顆粒帶上負電。經分選電場后，a、b 兩種顆粒分別落到水平傳送帶 A、B 上。已知兩板間距 d＝0.1m，板的長度 L＝0.5m，電場僅局限在平行板之間；各顆粒所帶電量大小與其質量之比均為1×10－ 5 C/kg。設顆粒進入電場時的初速度為零，分選過程中顆粒大小及顆粒間的相互作用力不計。要求兩種顆粒離開電場區域時，不接觸到極板但有最大偏轉量。重力加速度 g 取 10m/s 2 。

（1）左右兩板各帶何種電荷？兩極板間的電壓多大？

（2）若兩帶電平行板的下端距傳送帶 A、B 的高度 H＝0.3m，顆粒落至傳送帶時的速度大小是多少？

Answer 1

【答案】（1）左板帶負電荷，右板帶正電荷 1×104V （2）4m/s

【解析】

本題考查的是動能定理和帶電粒子在勻強電場中的偏轉，可以將運動進行分解，即可求出相應參量。

（1）帶正電的a種顆粒向左偏轉，所以左板帶負電，右板帶正電。

豎直方向：

水平方向：

聯立可得： ，U=1×104V

（2）根據動能定理可得：，帶入數據可得：v=4m/s。