为减少烟尘排放对空气的污染，某同学设计了一个如图所示的静电除尘器，该除尘器的上下底面是边长为L＝0.20m的正方形金属板，前后面是绝缘的透明有机玻璃，左右面是高h＝0.10m的通道口。使用时底面水平放置，两金属板连接到U＝2000V的高压电源两极（下板接负极），于是在两金属板间产生一个匀强电场（忽略边缘效应）。均匀分布的带电烟尘颗粒以v=10m/s的水平速度从左向右通过除尘器，已知每个颗粒带电荷量 q＝+2.0×10－17C，质量m＝1.0×10－15kg，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力。在闭合开关后：
（1）求烟尘颗粒在通道内运动时加速度的大小和方向；
（2）求除尘过程中烟尘颗粒在竖直方向所能偏转的最大距离；
（3）除尘效率是衡量除尘器性能的一个重要参数。除尘效率是指一段时间内被吸附的烟尘颗粒数量与进入除尘器烟尘颗粒总量的比值。试求在上述情况下该除尘器的除尘效率；若用该除尘器对上述比荷的颗粒进行除尘，试通过分析给出在保持除尘器通道大小不变的前提下，提高其除尘效率的方法。
如图，一对平行金属板水平放置，板间距为
，上极板始终接地。长度为
、质量均匀的绝缘杆，上端可绕上板中央的固定轴0在竖直平面内转动，下端固定一带正电的轻质小球，其电荷量为
。当两板间电压为
时，杆静止在与竖直方向
夹角
的位置；若两金属板在竖直平面内同时绕
、
顺时针旋转
至图中虚线位置时，为使杆仍在原位置静止，需改变两板间电压。假定两板间始终为匀强电场。求:
（1）绝缘杆所受的重力
；
（2）两板旋转后板间电压
。
（3）在求前后两种情况中带电小球的电势能
与
时，某同学认为由于在两板旋转过程中带电小球位置未变，电场力不做功，因此带电小球的电势能不变。你若认为该同学的结论正确，计算该电势能；你若认为该同学的结论错误，说明理由并求
与
。
如图，水平地面上的矩形箱子内有一倾角为
的固定斜面，斜面上放一质量为
的光滑球。静止时，箱子顶部与球接触但无压力。箱子由静止开始向右做匀加速运动，然后改做加速度大小为
的匀减速运动直至静止，经过的总路程为
，运动过程中的最大速度为
。
（1）求箱子加速阶段的加速度大小 。
（2）若 ，求减速阶段球受到箱子左壁和顶部的作用力。
如图，一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管中。当温度为
时，被封闭的气柱长
，两边水银柱高度差
，大气压强
=
。
（1）为使左端水银面下降
，封闭气体温度应变为多少？
（2）封闭气体的温度重新回到
后，为使封闭气柱长度变为
，需向开口端注入的水银柱长度为多少？
如图所示，生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙，甲的速度为
。小工件离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上，工件与乙之间的动摩擦因数为
，乙的宽度足够大，重力加速度为
。
（1）若乙的速度为
，求工件在乙上侧向（垂直于乙的运动方向）滑过的距离
；
（2）若乙的速度为
，求工件在乙上刚停止侧向滑动时的速度大小
；
（3）保持乙的速度
不变，当工件在乙上刚停止滑动时，下一只工件恰好传到乙上，如此反复。若每个工件的质量均为
，除工件与传送带之间摩擦外，其他能量损耗均不计，求驱动乙的电动机的平均输出功率
。
某装置用磁场控制带电粒子的运动，工作原理如图所示。装置的长为
，上下两个相同的矩形区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小均为
、方向与纸面垂直且相反，两磁场的间距为
。装置右端有一收集板，
为板上的三点，
位于轴线
上，
分别位于下方磁场的上、下边界上。在纸面内，质量为
、电荷量为
的粒子以某一速度从装置左端的中点射入，方向与轴线成30°角，经过上方的磁场区域一次，恰好到达
点。改变粒子入射速度的大小，可以控制粒子到达收集板上的位置。不计粒子的重力。
（1）求磁场区域的宽度
；
（2）欲使粒子到达收集板的位置从
点移到
点，求粒子入射速度的最小变化量
；
（3）欲使粒子到达
点，求粒子入射速度大小的可能值。