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(2016•枣庄校级一模)如图所示为利用静电除烟尘的通道示意图,前后两面为绝缘板,上、下两面为分别与高压电源的负极和正极相连的金属板,在上、下两面间产生的电场可设为匀强电场,通道长L=1m,进烟尘口的截面积为边长d=0.5m的正方形,分布均匀的带负电烟尘颗粒均以水平速度v
0=2m/s连续进入通道,碰到下金属板后其所带电荷会被中和并被收集,但不影响电场分布.已知每立方米体积内颗粒数n=10
13个,每个烟尘颗粒带电量为q=-1.0×10
-17C,质量为m=2.0×10
-15kg,忽略颗粒的重力,颗粒之间的相互作用力和空气阻力.
(1)高压电源电压U
0=300V时,求被除去的烟尘颗粒数与总进入烟尘颗粒数的比值
(2)若烟尘颗粒恰好能全部被除去,求高压电压U
1(3)装置在(2)中电压U
1作用下稳定工作时,1s内进入的烟尘颗粒从刚进入通道到被全部除去的过程中,求电场对这些烟尘颗粒所做的总功.