Question

5．有同学想通过静电除尘的方法净化空气．她用玻璃圆桶密闭含灰尘的空气，圆桶的高和直径相等．方法一是：在圆桶顶面和底面间加上电压U，沿圆桶的轴线方向形成一个匀强电场，尘粒的运动方向如图甲所示；方法二是：在圆桶轴线处放一直导线，在导线与桶壁间加上的电压也等于U，形成沿半径方向的辐向电场，尘粒的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_阻=kv（k为一定值），假设每个尘粒的质量和带电荷量均相同，不计尘埃的重力，则（　　）

• A． 两种方法中尘粒最终一定都做匀速运动
• B． 两种方法下尘粒受到的电场力大小相等
• C． 电场对单个尘粒做功的最大值相等
• D． 乙容器中的尘粒不可能做匀速直线运动

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、在甲中，粒子电场力方向与速度方向相同，做匀加速直线运动，在乙中，电场为发散状，故乙中粒子受力越来越小，故粒子做加速度减小的加速运动，故A错误 
B、由U=Ed可得，由于距离d不同，故电场强度不相同，故每个粒子受电场力大小不相等，故B错误；
C、根据动能定理知，电场对单个尘粒做功的最大值都等于Uq，故C正确．
D、乙中水平向与竖直向都有加速度，故不可能做匀速直线运动，故D正确
故选：CD

点评 本题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，注意应用带电粒子在电场中的运动去分析解答