19.如圖甲所示,靜電除塵裝置中有一長為L、寬為b、高為d
0的矩形通道,其前、后面板使用絕緣材料,上、下面板使用金屬材料。圖乙是裝置的截面圖,上、下兩板與電壓恒定的高壓直流電源相連。質(zhì)量為m、電荷量為-q、分布均勻的塵埃以水平速度v進(jìn)入矩形通道,當(dāng)帶負(fù)電的塵埃碰到下板后其所帶電荷被中和,同時被收集。通過調(diào)整兩板間距d可以改變收集效率η。當(dāng)d=d
0時η為81%(即離下板0.81d
0范圍內(nèi)的塵埃能夠被收集)。不計塵埃的重力及塵埃之間的相互作用。
(1)若某離子能夠從兩極板中間離開電場區(qū)域,求豎直方向的偏轉(zhuǎn)距離y和速度偏轉(zhuǎn)角正切值(若U、q、m、L、d、v都已知)用括號里符號表示;
(2)求收集效率為100%時,兩板間距的最大值d
m(兩板間電壓U未知);
(3)求收集率η與兩板間距d的函數(shù)關(guān)系(兩板間電壓U未知)。