代入数据得L′=31.5 m.
解析:(1)收集效率η为81%,即离下板0.81d0的尘埃恰好到达下板的右端边缘,设高压电源的电压为U,则在水平方向有
L=v0t ①
当减小两板间距时,能够增大电场强度,提高装置对尘埃的收集效率.收集效率恰好为100%时,两板间距即为dm.如果进一步减小d,收集效率仍为100%.因此,在水平方向有
L=v0t ④
联立①~⑥各式可得dm=0.9d0. ⑦
(2)通过前面的求解可知,当d≤0.9d0时,收集效率η均为100%. ⑧
当d>0.9d0时,设距下板x处的尘埃恰好到达下板的右端边缘,此时有
(3)稳定工作时单位时间下板收集的尘埃质量为
ΔM/Δt=η×nmbdv0
当d≤0.9d0时,η=1,因此ΔM/Δt=nmbdv0
绘出的图线如下