為進(jìn)一步研究靜電除塵,有人設(shè)計(jì)了如圖2所示盒狀容器,容器側(cè)面是絕緣的透明有機(jī)玻璃,它的上下底面是面積A=0.04m
2的金屬板,間距L=0.05m,當(dāng)連接到U=2500V的高壓電源正負(fù)兩極時(shí),能在兩金屬板間產(chǎn)生一個(gè)勻強(qiáng)電場?,F(xiàn)把一定量均勻分布的煙塵顆粒密閉在容器內(nèi),每立方米有煙塵顆粒10
13個(gè),假設(shè)這些顆粒都處于靜止?fàn)顟B(tài),每個(gè)顆粒帶電量為q=+1.0×10
-17C,質(zhì)量為m=2.0×10
-15kg,不考慮煙塵顆粒之間的相互作用和空氣阻力,并忽略煙塵顆粒所受重力。求合上電鍵后:
(i)經(jīng)過多長時(shí)間煙塵顆粒可以被全部吸附?
(ii)除塵過程中電場對(duì)煙塵顆粒共做了多少功?
(iii)經(jīng)過多長時(shí)間容器中煙塵顆粒的總動(dòng)能達(dá)到最大,此時(shí)除塵的百分比(除去的煙塵和原來的煙塵顆粒數(shù)的比值)是多少?