Question

为模拟净化空气过程，有人设计了如图所示的含有灰尘空气的密闭玻璃圆柱桶（圆桶的高和直径相等）．第一种除尘方式是：在圆柱桶顶面和底面间加上电压U，沿圆柱桶的轴线方向形成一个匀强电场，尘粒运动方向如图甲所示；第二种除尘方式是：圆柱桶轴线处放一直导线，在导线与容器壁间加上的电压也等于U，形成沿半径方向的辐向电场，尘粒运动方向如图乙所示．已知空气阻力与尘粒运动的速度成正比，即f=kv（k为一定值），假设每个尘粒的质量和电量均相同，重力可忽略不计，则在这两种方式中（　　）

A．尘粒最终均有可能做匀速运动

B．灰尘沉积处的电场强度相等

C．电场对单个尘粒做功的最大值相等

D．空气阻力对单个尘粒在沉积前的最大冲量之比为2：1

Answer 1

分析：根据分析灰尘的受力，判断可知灰尘最终落在圆柱上，电场对单个尘粒做功的最大值为Uq都相等．

解答：解：A、在电场的加速作用下，尘粒均沉积在玻璃圆柱筒上，故A错误；
B、乙图除尘方式中灰尘沉积处的电场强度方向均不相同，故B错误；
C、电场对单个尘粒做功的最大值为Uq，都相等，故C正确；
D、单个尘粒受到电场力做功的最大值相同，故最大速率相同，故空气阻力最大值和平均值相同，但第一种除尘方式和第二种除尘方式中尘粒运动的加速度比为l：2，故运动时间比为2：l，因此在沉积前空气阻力对单个尘粒的最大冲量之比为2：1，故D正确；
故选CD

点评：考查静电除尘的应用，是道较新颖的题目，也是物理与生活相结合的典型．