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如图甲为科技小组的同学们设计的一种静电除尘装置示意图,其主要结构有一长为、宽为、高为的矩形通道,其前、后板使用绝缘材料,上、下板使用金属材料.图乙是该主要结构的截面图,上、下两板与输出电压可调的高压直...
题目内容:
如图甲为科技小组的同学们设计的一种静电除尘装置示意图,其主要结构有一长为、宽为、高为的矩形通道,其前、后板使用绝缘材料,上、下板使用金属材料.图乙是该主要结构的截面图,上、下两板与输出电压可调的高压直流电源(内电阻可忽略不计)相连.质量为、电荷量大小为的颁均匀的带负电的尘埃无初速度地进入、两极板间的加速电场.已知、两极板间加速电压为,尘埃加速后全都获得相同的水平速度,此时单位体积内的尘埃数为.尘埃被加速后进入矩形通道,当尘埃碰到下极板后其所带电荷被中和,同时尘埃被收集.通过调整高压直流电源的输出电压可以改变收集效率(被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值).尘埃所受的重力、空气阻力及尘埃之间的相到作用均可忽略不计.在该装置处于稳定工作状态时:
()求在较短的一段时间内, 、两极板间加速电场对尘埃所做的功.
()若所有进入通道的尘埃都被收集,求通过高压直流电源的电流.
()请推导出收集效率随电压直流电源输出电压变化的函数关系式.
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