静电除尘典型案例

1．变加速度直线运动模型

例1 如图1所示为静电除尘器除尘机理的示意图。尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。下列表述正确的是（ ）

A ．到达集尘极的尘埃带正电荷

B ．电场方向由集尘极指向放电极

C ．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同

D ．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大

解析 由图可知，电场方向是从高电势指向低电势，即从右

向左，而尘埃被吸附到右边，说明尘埃带负电，这是电子吸附

尘埃使尘埃带负电，受到的电场力方向与电场方向相反，AC 错。根据F=Eq ，故BD 正确。

答案BD

点评 此题考查最基本的物理模型，带电粒子在电场力的作用下向集尘极迁移，是最基本的变加速度运动模型，体现了力与运动的关系。

2．匀加速度直线运动模型

例2 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S =0.04m 2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2。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和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力。求合上开关后：

（1）经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸附？

（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？

解析 （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L

qU F = 粒子运动的位移为mL

qUt at L 2212

2== 解得s 02.02==L qU m t

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