huongduongqn
New member
- Xu
- 0
[PDF]https://server1.vnkienthuc.com/files/3/e chuyen dong trong dien truong.pdf[/PDF]
ĐÁP ÁN
BÀI SAU
https://diendankienthuc.net/diendan/showthread.php?t=104833
BÀI TRƯỚC
https://diendankienthuc.net/diendan/showthread.php?t=104565
https://diendankienthuc.net/diendan/showthread.php?t=104217
NỘI DUNG
Bài toán: CHUYỂN ĐỘNG CỦA ĐIỆN TÍCH TRONG ĐIỆN TRƯỜNG ĐỀU
A – Lý thuyết
1. Gia tốc của hạt khi rơi vào điện trường
với
(nếu bỏ qua tác dụng của trọng lực)
2. Chuyển động của hạt trong điện trường đều
Chuyển động thẳng biến đổi đều
v Khi hạt mang điện được thả tự do không vận tốc đầu trong một điện trường đều thì dưới tác dụng của lực điện, hạt mang điện chuyển động theo một đường thẳng song song với đường sức điện. ()
v Ta áp dụng công thức: x = x[SUB]0[/SUB] +v[SUB]0[/SUB]t + at[SUP]2[/SUP]; v = v[SUB]0[/SUB] + at ; v[SUP]2 [/SUP]– v[SUB]0[/SUB][SUP]2[/SUP] = 2as; s =
Chuyển động cong
v Khi hạt mang điện bay vào điện trường với vận tốc ban đầu vuông góc với các đường sức điện. Quỹ đạo của hạt là một phần của đường parapol.
v Khi electron bay vào điện trường với vận tốc ban đầu xiên góc với các đường sức điện. Qũy đạo chuyển động của hạt là một parabol.
èKhi đó ta phân tích chuyển động của hạt thành hai chuyển động thành phần và tính toán.
B – Bài tập
Bài 1: Một hạt bụi có khối lượng m = 10[SUP]-7[/SUP]g mang điện tích âm, lơ lửng trong điện trường đều tạo bởi hai bản kim loại tích điện trái dấu, đặt song song và nằm ngang. Khoảng cách và hiệu điện thế hai bản là d = 0,5cm và U = 31,25V.
a, Tính số electron có thừa trên hạt bụi?
b, Nếu hạt bụi mất đi một nửa số electron có thừa thì hạt bụi sẽ chuyển động như thế nào?
ĐS: 1M hạt, a = 5m/s[SUP]2[/SUP]
Bài 2: Một e có vận tốc ban đầu v[SUB]o[/SUB] = 3. 10[SUP]6[/SUP] m/s chuyển động dọc theo chiều đường sức của một điện trường có cường độ điện trường E = 1250 V/m. Bỏ qua tác dụng của trọng trường, e chuyển động như thế nào?
Đs: a = -2,2. 10[SUP]14[/SUP] m/s[SUP]2[/SUP], s= 2 cm.
Bài 3: Một e chuyển động với vận tốc ban đầu 10[SUP]4[/SUP] m/s dọc theo đường sức của một điện trường đều được một quãng đường 10 cm thì dừng lại.
a. Xác định cường độ điện trường.
b. Tính gia tốc của e.
Đ s: 284. 10[SUP]-5[/SUP] V/m. 5. 10[SUP]7[/SUP]m/s[SUP]2[/SUP].
Bài 4: Một e chuyển động dọc theo đường sức của một điện trường đều có cường độ 364 V/m. e xuất phát từ điểm M với vận tốc 3,2. 10[SUP]6[/SUP] m/s,Hỏi:
a. e đi được quảng đường dài bao nhiêu thì vận tốc của nó bằng 0 ?
b. Sau bao lâu kể từ lúc xuất phát e trở về điểm M ?
Đ s: 0,08 m, 0,1 ms.
Bài 5: Một electron bắt đầu vào điện trường đều E = 2000 V/m với vận tốc ban đầu v[SUB]0[/SUB] = 5.10[SUP]6[/SUP] m/s theo hướng đường sức điện trường E.
a, Tính quãng đường và thời gian t mà electron đi cho đến khi dừng lại. Mô tả chuyển động tiếp theo của electron sau khi nó dùng lại.
b, Nếu điện trường tồn tại trong khoảng l = 1cm dọc theo đường đi của electron thì electron sẽ chuyển động với vận tốc là bao nhiêu khi ra khỏi điện trường.
ĐS: s = 3,57cm; t = 14,3ns b, v = 4,24 Mm/s
Bài 6: Một electron bắt đầu vào điện trường đều E = 910V/m với vận tốc v[SUB]0[/SUB] = 3,2 Mm/s cùng chiều với đường sức.
a, Tính gia tốc của electron với điện trường đều.
b, Tính quãng đường và thời gian mà electron đi được trước khi dừng lại.
c, Mô tả chuyển động của electron sau khi dừng lại.
ĐS: a = 1,6.10[SUP]14[/SUP] m/s[SUP]2[/SUP]. b, s[SUB]max[/SUB] = 3,2 cm. t = 20ns c, V = 3,2Mm/s
Bài 7: Một electron bay không vận tốc từ bản âm sang bản dương của hai bản kim loại phẳng đặt song song cách nhau d = 5cm. Biết E = 60000V/m.
a. Thời gian electron bay từ bản này tới bản kia?
b. Vận tốc của nó khi chạm bản dương.
ĐS: t = 3ns. v = 31,65Mm/s
Bài 8: Để tạo ra điện trường đều thẳng đứng người ta dùng hai bản kim loại phẳng song song tích điện trái dấu nằm ngang và khoảng cách của hai bản là d = 10cm. Ở gần bản trên có một giọt thủy ngân tích điện nằm lơ lửng khi hiệu điện thế giữa hai bản là U. Hỏi nếu hiện điện thế hai bản là U/2 (chiều điện trường vẫn không đổi) thì giọt thủy ngân sẽ rơi xuống bản dưới với vận tốc bao nhiêu?
ĐS: 1m/s
Bài 9: Hai bản kim loại, mỗi bản dài l=10cm, đặt song song và cách nhau khoảng d = 10cm. Hiệu điện thế giữa hai bản là U = 10V. Một electron bay vào điện trường đều hai bản theo phương song song với hai bản và gần sát bản âm với độ lớn v[SUB]0[/SUB] = 2Mm/s.
a. Tính thời gian và độ lệch h của electron trong điện trường đều (so với phương ban đầu)
b, Xác định phương và độ lớn của vận tốc hạt electron khi nó bắt đầu bay ra khỏi điện trường?
ĐS: t =50ns. h = 2,2cm b, 2,185Mm/s
Bài 10: Hai bản kim loại phẳng tích điện trái dấu, đặt song song và cách nhau d = 10 cm. Hiệu điện thế hai bản là U = 10V. Một electron được bắn từ bản dương về bản âm với vận tốc v[SUB]0[/SUB] = 2Mm/s hợp với bản dương một góc 30[SUP]0[/SUP]. Tính khoảng cách gần nhất giữa eletron và bản tụ.(bản dương ở dưới)
ĐS: 8,6cm
Bài 11: Một electron có động năng 11,375eV bắt đầu đầu vào điện trường đầu nằm giữa hai bản kim loại song song theo phương vuông góc với đường sức điện và cách đều hai bản. (Bản dương ở dưới)
a, Tính thời gian đi hết chiều dài l = 5cm của bản.
b, Độ dịch h của electron khi bắt đầu ra khỏi điện trường, biết khoảng cách hai bản là d = 10cm.
c, Hiệu điện thế giữa hai điểm úng với độ dịch ở câu c.
d, Vận tốc ở cuối bản.
ĐS: 25ns 2,75cm 13,75V 2,97Mm/s
Bài 12: Hai bản kim loại phẳng dài 10cm đặt song song và cách nhau 2cm. Hiệu điện thế hai bản là 200V. Một electron bay vào theo phương song song với hai bản. cách hai dương là 3d/4 (bản dương ở trên)
Tính v[SUB]min[/SUB] để e đi hết bản kim lợi và động năng của e khi vừa ra khỏi điện trường
ĐS : 24,2Mm/s 0,2905fJ
Bài 13: Một điện tử bay vào hai bản tụ v = 25Mm/s theo phương hợp với bản dương 15[SUP]0[/SUP] (bản dương ở trên). Độ dài của bản tụ là 5cm khoảng cách hai bản là 1cm. Tính U. Biết khi bay ra khỏi điện trường hạt có vận tốc song song với hai bản
Bài 14: Một e được bắn với vận tốc đầu 2. 10[SUP]-6[/SUP] m/s vào một điện trường đều theo phương vuông góc với đường sức điện. Cường độ điện trường là 100 V/m. Tính vận tốc của e khi nó chuyển động được 10[SUP]-7[/SUP] s trong điện trường. Điện tích của e là –1,6. 10[SUP]-19[/SUP]C, khối lượng của e là 9,1. 10[SUP]-31[/SUP] kg.
Đ s: F = 1,6. 10[SUP]-17[/SUP] N. a = 1,76. 10[SUP]13[/SUP] m/s[SUP]2[/SUP] à v[SUB]y[/SUB] = 1, 76. 10[SUP]6[/SUP] m/s, v = 2,66. 10[SUP]6[/SUP] m/s.
Bài 15: Một e được bắn với vận tốc đầu 4. 10[SUP]7[/SUP] m/s vào một điện trường đều theo phương vuông góc với các đường sức điện. Cường độ điện trường là 10[SUP]3[/SUP] V/m. Tính:
a. Gia tốc của e.
b. Vận tốc của e khi nó chuyển động được 2. 10[SUP]-7[/SUP] s trong điện trường.
Đ s: 3,52. 10[SUP]14[/SUP] m/s[SUP]2[/SUP]. 8,1. 10[SUP]7[/SUP] m/s.
Bài 16: Một protôn bay theo phương của đường sức điện. Lúc protôn ở điểm A thì vận tốc của nó là 2,5. 10[SUP]4[/SUP] m/s. Khi bay đến B vận tốc của protôn bằng 0. Điện thế tại A bằng 500 V, Hỏi điện thế tại B ? cho biết protôn có khối lượng 1,67. 10[SUP]-27[/SUP] kg, có điện tích 1,6. 10[SUP]-19[/SUP] C. Đ s: 503,3 V.
III. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM.
Đề 1:
Câu hỏi 1: Một electrôn chuyển động dọc theo hướng đường sức của một điện trường đều có cường độ 100V/m với vận tốc ban đầu là 300 km/s . Hỏi nó chuyển động được quãng đường dài bao nhiêu thì vận tốc của nó bằng không:
A. 2,56cm B. 25,6cm C. 2,56mm D. 2,56m
Câu hỏi 2: Trong đèn hình của máy thu hình, các electrôn được tăng tốc bởi hiệu điện thế 25 000V. Hỏi khi đập vào màn hình thì vận tốc của nó bằng bao nhiêu, bỏ qua vận tốc ban đầu của nó:
A. 6,4.10[SUP]7[/SUP]m/s B. 7,4.10[SUP]7[/SUP]m/s C. 8,4.10[SUP]7[/SUP]m/s D. 9,4.10[SUP]7[/SUP]m/s
Câu hỏi 3: Một prôtôn bay theo phương của một đường sức điện trường. Lúc ở điểm A nó có vận tốc 2,5.10[SUP]4[/SUP]m/s, khi đến điểm B vận tốc của nó bằng không. Biết nó có khối lượng 1,67.10[SUP]-27[/SUP]kg và có điện tích 1,6.10[SUP]-19[/SUP]C. Điện thế tại A là 500V, tìm điện thế tại B:
A. 406,7V B. 500V C. 503,3V D. 533V
Câu hỏi 4: Hai tấm kim loại phẳng nằm ngang song song cách nhau 5cm. Hiệu điện thế giữa hai tấm là 50V. Một electron không vận tốc ban đầu chuyển động từ tấm tích điện âm về tấm tích điện dương. Hỏi khi đến tấm tích điện dương thì electron có vận tốc bao nhiêu:
A. 4,2.10[SUP]6[/SUP]m/s B. 3,2.10[SUP]6[/SUP]m/s C. 2,2.10[SUP]6[/SUP]m/s D. 1,2.10[SUP]6[/SUP]m/s
Câu hỏi 5: Trong Vật lý hạt nhân người ta hay dùng đơn vị năng lượng là eV. eV là năng lượng mà một electrôn thu được khi nó đi qua đoạn đường có hiệu điện thế 1V. Tính eV ra Jun, và vận tốc của electrôn có năng lượng 0,1MeV:
A. 1eV = 1,6.10[SUP]19[/SUP]J B. 1eV = 22,4.10[SUP]24 [/SUP]J;
C. 1eV = 9,1.10[SUP]-31[/SUP]J D. 1eV = 1,6.10[SUP]-19[/SUP]J
Câu hỏi 6: Hai bản kim loại phẳng nằm ngang song song cách nhau 10cm có hiệu điện thế giữa hai bản là 100V. Một electrôn có vận tốc ban đầu 5.10[SUP]6[/SUP]m/s chuyển động dọc theo đường sức về bản âm. Tính gia tốc của nó. Biết điện trường giữa hai bản là điện trường đều và bỏ qua tác dụng của trọng lực:
A. -17,6.10[SUP]13[/SUP]m/s[SUP]2[/SUP] B. 15.9.10[SUP]13[/SUP]m/s[SUP]2 [/SUP]
C. - 27,6.10[SUP]13[/SUP]m/s[SUP]2[/SUP] D. + 15,2.10[SUP]13[/SUP]m/s[SUP]2[/SUP]
Câu hỏi 7: Một hạt bụi kim loại tích điện âm khối lượng 10[SUP]-10[/SUP]kg lơ lửng trong khoảng giữa hai bản tụ điện phẳng nằm ngang bản tích điện dương ở trên, bản tích điện âm ở dưới. Hiệu điện thế giữa hai bản bằng 1000V, khoảng cách giữa hai bản là 4,8mm, lấy g = 10m/s[SUP]2[/SUP]. Chiếu tia tử ngoại làm hạt bụi mất một số electrôn và rơi xuống với gia tốc 6m/s[SUP]2[/SUP]. Tính sô hạt electrôn mà hạt bụi đã mất:
A. 18 000 hạt B. 20000 hạt C. 24 000 hạt D. 28 000 hạt
Câu hỏi 8: Một electrôn chuyển động dọc theo một đường sức của điện trường đều có cường độ 364V/m. Electrôn xuất phát từ điểm M với vận tốc 3,2.10[SUP]6[/SUP]m/s đi được quãng đường dài bao nhiêu thì vận tốc của nó bằng không:
A. 6cm B. 8cm C. 9cm D. 11cm
Câu hỏi 9: Một electrôn chuyển động dọc theo một đường sức của điện trường đều có cường độ 364V/m. Electrôn xuất phát từ điểm M với vận tốc 3,2.10[SUP]6[/SUP]m/s. Thời gian kể từ lúc xuất phát đến khi nó quay trở về điểm M là:
A. 0,1μs B. 0,2 μs C. 2 μs D. 3 μs
Câu hỏi 10: Hai bản kim loại phẳng nằm ngang song song cách nhau 10cm có hiệu điện thế giữa hai bản là 100V. Một electrôn có vận tốc ban đầu 5.10[SUP]6[/SUP]m/s chuyển động dọc theo đường sức về bản âm. Tính đoạn đường nó đi được cho đến khi dừng lại. Biết điện trường giữa hai bản là điện trường đều và bỏ qua tác dụng của trọng lực:
A. 7,1cm B. 12,2cm C. 5,1cm D. 15,2cm
Đề 2:
Câu hỏi 1: Một electrôn được phóng đi từ O với vận tốc ban đầu v[SUB]0[/SUB] vuông góc với các đường sức của một điện trường đều cường độ E. Khi đến điểm B cách O một đoạn h theo phương của đường sức vận tốc của nó có biểu thức:
Câu hỏi 2: Một electrôn được phóng đi từ O với vận tốc ban đầu v[SUB]0[/SUB] dọc theo đường sức của một điện trường đều cường độ E cùng hướng điện trường. Quãng đường xa nhất mà nó di chuyển được trong điện trường cho tới khi vận tốc của nó bằng không có biểu thức:
Câu hỏi 3:Electron chuyển động không vận tốc ban đầu từ A đến B trong một điện trường đều với U[SUB]AB[/SUB] = 45,5V. Tại B vận tốc của nó là:
A. 10[SUP]6[/SUP]m/s[SUP]2[/SUP] B. 1,5./s[SUP]2[/SUP] C. 4.10[SUP]6[/SUP]m /s[SUP]2[/SUP] D. 8.10[SUP]6[/SUP]m/s[SUP]2[/SUP]
Câu hỏi 4:Khi bay từ M đến N trong điện trường đều, electron tăng tốc động năng tăng thêm 250eV. Hiệu điện thế U[SUB]MN[/SUB] bằng:
A. -250V B. 250V C. - 125V D. 125V
Câu hỏi 5: Một tụ điện phẳng có các bản nằm ngang cách nhau khoảng d, chiều dài các bản là l. Giữa hai bản có hiệu điện thế U. Một electron bay vào điện trường của tụ từ điểm O ở giữa cách đều hai bản với vận tốc
song song với các bản. Độ lớn gia tốc của nó trong điện trường là:
Câu hỏi 6: Một tụ điện phẳng có các bản nằm ngang cách nhau khoảng d, chiều dài các bản là l. Giữa hai bản có hiệu điện thế U. Một electron bay vào điện trường của tụ từ điểm O ở giữa cách đều hai bản với vận tốc song song với các bản. Độ lệch của nó theo phương vuông góc với các bản khi ra khỏi điện trường có biểu thức:
Câu hỏi 7: : Một tụ điện phẳng có các bản nằm ngang cách nhau khoảng d, chiều dài các bản là l. Giữa hai bản có hiệu điện thế U. Một electron bay vào điện trường của tụ từ điểm O ở giữa cách đều hai bản với vận tốc song song với các bản. Góc lệch α giữa hướng vận tốc của nó khi vừa ra khỏi điện trường so với có tanα được tính bởi biểu thức:
Câu hỏi 8: Một electron bay vào điện trường của một tụ điện phẳng theo phương song song cùng hướng với các đường sức điện trường với vận tốc ban đầu là 8.10[SUP]6[/SUP]m/s. Hiệu điện thế tụ phải có giá trị nhỏ nhất là bao nhiêu để electron không tới được bản đối diện
A. 182V B.91V C. 45,5V D.50V
Câu hỏi 9: Khi một electron chuyển động ngược hướng với vectơ cường độ điện trường thì:
A. thế năng của nó tăng, điện thế của nó giảm B. thế năng giảm, điện thế tăng
C. thế năng và điện thế đều giảm D. thế năng và điện thế đều tăng
Câu hỏi 10: Một electron được tăng tốc từ trạng thái đứng yên nhờ hiệu điện thế U = 200V. Vận tốc cuối mà nó đạt được là: A. 2000m/s B. 8,4.10[SUP]6[/SUP]m/s C. 2.10[SUP]5[/SUP]m/s D. 2,1.10[SUP]6[/SUP]m/s
Đề 3:
Câu hỏi 1: Một prôtôn và một một electron lần lượt được tăng tốc từ trạng thái đứng yên trong các điện trường đều có cường độ điện trường bằng nhau và đi được những quãng đường bằng nhau thì:
A. Cả hai có cùng động năng, electron có gia tốc lớn hơn
B. Cả hai có cùng động năng, electron có gia tốc nhỏ hơn
C. prôtôn có động năng lớn hơn. electron có gia tốc lớn hơn
D. electron có động năng lớn hơn. Electron có gia tốc nhỏ hơn
Câu hỏi 2: Một electron thả cho chuyển động không vận tốc ban đầu trong điện trường đều giữa hai mặt đẳng thế V[SUB]1[/SUB] = +10V, V[SUB]2[/SUB] = -5V. Nó sẽ chuyển động :
A. Về phía mặt đẳng thế V[SUB]1 [/SUB] B. Về phía mặt đẳng thế V[SUB]2[/SUB]
C. Tùy cường độ điện trường mà nó có thể về V[SUB]1[/SUB] hay V[SUB]2[/SUB]. D. nó đứng yên
Câu hỏi 3: Một electrôn được phóng đi từ O với vận tốc ban đầu v[SUB]0[/SUB] dọc theo đường sức của một điện trường đều cường độ E ngược hướng điện trường. Khi đến điểm B cách O một đoạn h vận tốc của nó có biểu thức:
Câu hỏi 4: Trong Vật lý hạt nhân người ta hay dùng đơn vị năng lượng là eV. eV là năng lượng mà một electrôn thu được khi nó đi qua đoạn đường có hiệu điện thế 1V. Tính vận tốc của electrôn có năng lượng 0,1MeV:
A. v = 0,87.10[SUP]8[/SUP]m/s B. v = 2,14.10[SUP]8[/SUP]m/s C. v = 2,87.10[SUP]8[/SUP]m/s D. v = 1,87.10[SUP]8[/SUP]m/s
Câu hỏi 5: Hiệu điện thế giữa hai điểm bên ngoài và bên trong của một màng tế bào là - 90mV, bề dày của màng tế bào là 10nm, thì điện trường( giả sử là đều) giữa màng tế bào có cường độ là:
A. 9.10[SUP]6[/SUP] V/m B. 9.10[SUP]10[/SUP] V/m C. 10[SUP]10[/SUP] V/m D. 10[SUP]6[/SUP] V/m
Câu hỏi 6: Khi sét đánh xuống mặt đất thì có một lượng điện tích - 30C di chuyển từ đám mây xuống mặt đất. Biết hiệu điện thế giữa mặt đất và đám mây là 2.10[SUP]7[/SUP]V. Năng lượng mà tia sét này truyền từ đám mây xuống mặt đất bằng:
A. 1,5.10[SUP]-7[/SUP]J B. 0,67.10[SUP]7[/SUP]J C. 6.10[SUP]9[/SUP]J D. 6.10[SUP]8[/SUP]J
Câu hỏi 7: Chọn một đáp án sai :
A. Khi một điện tích chuyển động trên một mặt đẳng thế thì công của lực điện bằng không
B. Lực điện tác dụng lên một điện tích q ở trong một mặt đẳng thế có phương tiếp tuyến với mặt đẳng thế
C. Véctơ cường độ điện trường tại mỗi điểm trong mặt đẳng thế có phương vuông góc với mặt đẳng thế
D. Khi một điện tích di chuyển từ một mặt đẳng thế này sang một mặt đẳng thế khác thì công của lực điện chăc chắn khác không
Câu hỏi 8: Khi electron chuyển động từ bản tích điện dương về phía bản âm trong khoảng không gian giữa hai bản kim loại phẳng tích điện trái dấu độ lớn bằng nhau thì:
A. Lực điện thực hiện công dương, thế năng lực điện tăng
B. Lực điện thực hiện công dương, thế năng lực điện giảm
C. Lực điện thực hiện công âm, thế năng lực điện tăng
D. Lực điện thực hiện công âm, thế năng lực điện giảm
Câu hỏi 9: Hai điểm A và B nằm trên cùng một mặt đẳng thế. Một điện tích q chuyển động từ A đến B thì: A. lực điện thực hiện công dương nếu q > 0, thực hiện công âm nếu q < 0
B. lực điện thực hiện công dương hay âm tùy vào dấu của q và giá trị điện thế của A(B)
C. phải biết chiều của lực điện mới xác định được dấu của công lực điện trường
D. lực điện không thực hiện công
Câu hỏi 10: Một điện tích +1C chuyển động từ bản tích điện dương sang bản tích điện âm đặt song song đối diện nhau thì lực điện thực hiện một công bằng 200J. Hiệu điện thế giữa hai bản có độ lớn bằng:
A. 5.10[SUP]-3[/SUP]V. B. 200V C. 1,6.10[SUP]-19[/SUP]V D. 2000V
ĐÁP ÁN
Đề 1: 1C-2D-3C-4A-5D-6A-7D-8B-9A-10A
Đề 2: 1D-2A-3C-4A-5B-6D-7C-8A-9B10B
Đề 3: 1A-2A-3D-4D-5A-6C-7B-8C-9D-10B
Đề 2: 1D-2A-3C-4A-5B-6D-7C-8A-9B10B
Đề 3: 1A-2A-3D-4D-5A-6C-7B-8C-9D-10B
BÀI SAU
https://diendankienthuc.net/diendan/showthread.php?t=104833
BÀI TRƯỚC
https://diendankienthuc.net/diendan/showthread.php?t=104565
https://diendankienthuc.net/diendan/showthread.php?t=104217
NỘI DUNG
Bài toán: CHUYỂN ĐỘNG CỦA ĐIỆN TÍCH TRONG ĐIỆN TRƯỜNG ĐỀU
A – Lý thuyết
1. Gia tốc của hạt khi rơi vào điện trường
với
(nếu bỏ qua tác dụng của trọng lực)
2. Chuyển động của hạt trong điện trường đều
Chuyển động thẳng biến đổi đều
v Khi hạt mang điện được thả tự do không vận tốc đầu trong một điện trường đều thì dưới tác dụng của lực điện, hạt mang điện chuyển động theo một đường thẳng song song với đường sức điện. ()
v Ta áp dụng công thức: x = x[SUB]0[/SUB] +v[SUB]0[/SUB]t + at[SUP]2[/SUP]; v = v[SUB]0[/SUB] + at ; v[SUP]2 [/SUP]– v[SUB]0[/SUB][SUP]2[/SUP] = 2as; s =
Chuyển động cong
v Khi hạt mang điện bay vào điện trường với vận tốc ban đầu vuông góc với các đường sức điện. Quỹ đạo của hạt là một phần của đường parapol.
v Khi electron bay vào điện trường với vận tốc ban đầu xiên góc với các đường sức điện. Qũy đạo chuyển động của hạt là một parabol.
èKhi đó ta phân tích chuyển động của hạt thành hai chuyển động thành phần và tính toán.
B – Bài tập
Bài 1: Một hạt bụi có khối lượng m = 10[SUP]-7[/SUP]g mang điện tích âm, lơ lửng trong điện trường đều tạo bởi hai bản kim loại tích điện trái dấu, đặt song song và nằm ngang. Khoảng cách và hiệu điện thế hai bản là d = 0,5cm và U = 31,25V.
a, Tính số electron có thừa trên hạt bụi?
b, Nếu hạt bụi mất đi một nửa số electron có thừa thì hạt bụi sẽ chuyển động như thế nào?
ĐS: 1M hạt, a = 5m/s[SUP]2[/SUP]
Bài 2: Một e có vận tốc ban đầu v[SUB]o[/SUB] = 3. 10[SUP]6[/SUP] m/s chuyển động dọc theo chiều đường sức của một điện trường có cường độ điện trường E = 1250 V/m. Bỏ qua tác dụng của trọng trường, e chuyển động như thế nào?
Đs: a = -2,2. 10[SUP]14[/SUP] m/s[SUP]2[/SUP], s= 2 cm.
Bài 3: Một e chuyển động với vận tốc ban đầu 10[SUP]4[/SUP] m/s dọc theo đường sức của một điện trường đều được một quãng đường 10 cm thì dừng lại.
a. Xác định cường độ điện trường.
b. Tính gia tốc của e.
Đ s: 284. 10[SUP]-5[/SUP] V/m. 5. 10[SUP]7[/SUP]m/s[SUP]2[/SUP].
Bài 4: Một e chuyển động dọc theo đường sức của một điện trường đều có cường độ 364 V/m. e xuất phát từ điểm M với vận tốc 3,2. 10[SUP]6[/SUP] m/s,Hỏi:
a. e đi được quảng đường dài bao nhiêu thì vận tốc của nó bằng 0 ?
b. Sau bao lâu kể từ lúc xuất phát e trở về điểm M ?
Đ s: 0,08 m, 0,1 ms.
Bài 5: Một electron bắt đầu vào điện trường đều E = 2000 V/m với vận tốc ban đầu v[SUB]0[/SUB] = 5.10[SUP]6[/SUP] m/s theo hướng đường sức điện trường E.
a, Tính quãng đường và thời gian t mà electron đi cho đến khi dừng lại. Mô tả chuyển động tiếp theo của electron sau khi nó dùng lại.
b, Nếu điện trường tồn tại trong khoảng l = 1cm dọc theo đường đi của electron thì electron sẽ chuyển động với vận tốc là bao nhiêu khi ra khỏi điện trường.
ĐS: s = 3,57cm; t = 14,3ns b, v = 4,24 Mm/s
Bài 6: Một electron bắt đầu vào điện trường đều E = 910V/m với vận tốc v[SUB]0[/SUB] = 3,2 Mm/s cùng chiều với đường sức.
a, Tính gia tốc của electron với điện trường đều.
b, Tính quãng đường và thời gian mà electron đi được trước khi dừng lại.
c, Mô tả chuyển động của electron sau khi dừng lại.
ĐS: a = 1,6.10[SUP]14[/SUP] m/s[SUP]2[/SUP]. b, s[SUB]max[/SUB] = 3,2 cm. t = 20ns c, V = 3,2Mm/s
Bài 7: Một electron bay không vận tốc từ bản âm sang bản dương của hai bản kim loại phẳng đặt song song cách nhau d = 5cm. Biết E = 60000V/m.
a. Thời gian electron bay từ bản này tới bản kia?
b. Vận tốc của nó khi chạm bản dương.
ĐS: t = 3ns. v = 31,65Mm/s
Bài 8: Để tạo ra điện trường đều thẳng đứng người ta dùng hai bản kim loại phẳng song song tích điện trái dấu nằm ngang và khoảng cách của hai bản là d = 10cm. Ở gần bản trên có một giọt thủy ngân tích điện nằm lơ lửng khi hiệu điện thế giữa hai bản là U. Hỏi nếu hiện điện thế hai bản là U/2 (chiều điện trường vẫn không đổi) thì giọt thủy ngân sẽ rơi xuống bản dưới với vận tốc bao nhiêu?
ĐS: 1m/s
Bài 9: Hai bản kim loại, mỗi bản dài l=10cm, đặt song song và cách nhau khoảng d = 10cm. Hiệu điện thế giữa hai bản là U = 10V. Một electron bay vào điện trường đều hai bản theo phương song song với hai bản và gần sát bản âm với độ lớn v[SUB]0[/SUB] = 2Mm/s.
a. Tính thời gian và độ lệch h của electron trong điện trường đều (so với phương ban đầu)
b, Xác định phương và độ lớn của vận tốc hạt electron khi nó bắt đầu bay ra khỏi điện trường?
ĐS: t =50ns. h = 2,2cm b, 2,185Mm/s
Bài 10: Hai bản kim loại phẳng tích điện trái dấu, đặt song song và cách nhau d = 10 cm. Hiệu điện thế hai bản là U = 10V. Một electron được bắn từ bản dương về bản âm với vận tốc v[SUB]0[/SUB] = 2Mm/s hợp với bản dương một góc 30[SUP]0[/SUP]. Tính khoảng cách gần nhất giữa eletron và bản tụ.(bản dương ở dưới)
ĐS: 8,6cm
Bài 11: Một electron có động năng 11,375eV bắt đầu đầu vào điện trường đầu nằm giữa hai bản kim loại song song theo phương vuông góc với đường sức điện và cách đều hai bản. (Bản dương ở dưới)
a, Tính thời gian đi hết chiều dài l = 5cm của bản.
b, Độ dịch h của electron khi bắt đầu ra khỏi điện trường, biết khoảng cách hai bản là d = 10cm.
c, Hiệu điện thế giữa hai điểm úng với độ dịch ở câu c.
d, Vận tốc ở cuối bản.
ĐS: 25ns 2,75cm 13,75V 2,97Mm/s
Bài 12: Hai bản kim loại phẳng dài 10cm đặt song song và cách nhau 2cm. Hiệu điện thế hai bản là 200V. Một electron bay vào theo phương song song với hai bản. cách hai dương là 3d/4 (bản dương ở trên)
Tính v[SUB]min[/SUB] để e đi hết bản kim lợi và động năng của e khi vừa ra khỏi điện trường
ĐS : 24,2Mm/s 0,2905fJ
Bài 13: Một điện tử bay vào hai bản tụ v = 25Mm/s theo phương hợp với bản dương 15[SUP]0[/SUP] (bản dương ở trên). Độ dài của bản tụ là 5cm khoảng cách hai bản là 1cm. Tính U. Biết khi bay ra khỏi điện trường hạt có vận tốc song song với hai bản
Bài 14: Một e được bắn với vận tốc đầu 2. 10[SUP]-6[/SUP] m/s vào một điện trường đều theo phương vuông góc với đường sức điện. Cường độ điện trường là 100 V/m. Tính vận tốc của e khi nó chuyển động được 10[SUP]-7[/SUP] s trong điện trường. Điện tích của e là –1,6. 10[SUP]-19[/SUP]C, khối lượng của e là 9,1. 10[SUP]-31[/SUP] kg.
Đ s: F = 1,6. 10[SUP]-17[/SUP] N. a = 1,76. 10[SUP]13[/SUP] m/s[SUP]2[/SUP] à v[SUB]y[/SUB] = 1, 76. 10[SUP]6[/SUP] m/s, v = 2,66. 10[SUP]6[/SUP] m/s.
Bài 15: Một e được bắn với vận tốc đầu 4. 10[SUP]7[/SUP] m/s vào một điện trường đều theo phương vuông góc với các đường sức điện. Cường độ điện trường là 10[SUP]3[/SUP] V/m. Tính:
a. Gia tốc của e.
b. Vận tốc của e khi nó chuyển động được 2. 10[SUP]-7[/SUP] s trong điện trường.
Đ s: 3,52. 10[SUP]14[/SUP] m/s[SUP]2[/SUP]. 8,1. 10[SUP]7[/SUP] m/s.
Bài 16: Một protôn bay theo phương của đường sức điện. Lúc protôn ở điểm A thì vận tốc của nó là 2,5. 10[SUP]4[/SUP] m/s. Khi bay đến B vận tốc của protôn bằng 0. Điện thế tại A bằng 500 V, Hỏi điện thế tại B ? cho biết protôn có khối lượng 1,67. 10[SUP]-27[/SUP] kg, có điện tích 1,6. 10[SUP]-19[/SUP] C. Đ s: 503,3 V.
III. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM.
Đề 1:
Câu hỏi 1: Một electrôn chuyển động dọc theo hướng đường sức của một điện trường đều có cường độ 100V/m với vận tốc ban đầu là 300 km/s . Hỏi nó chuyển động được quãng đường dài bao nhiêu thì vận tốc của nó bằng không:
A. 2,56cm B. 25,6cm C. 2,56mm D. 2,56m
Câu hỏi 2: Trong đèn hình của máy thu hình, các electrôn được tăng tốc bởi hiệu điện thế 25 000V. Hỏi khi đập vào màn hình thì vận tốc của nó bằng bao nhiêu, bỏ qua vận tốc ban đầu của nó:
A. 6,4.10[SUP]7[/SUP]m/s B. 7,4.10[SUP]7[/SUP]m/s C. 8,4.10[SUP]7[/SUP]m/s D. 9,4.10[SUP]7[/SUP]m/s
Câu hỏi 3: Một prôtôn bay theo phương của một đường sức điện trường. Lúc ở điểm A nó có vận tốc 2,5.10[SUP]4[/SUP]m/s, khi đến điểm B vận tốc của nó bằng không. Biết nó có khối lượng 1,67.10[SUP]-27[/SUP]kg và có điện tích 1,6.10[SUP]-19[/SUP]C. Điện thế tại A là 500V, tìm điện thế tại B:
A. 406,7V B. 500V C. 503,3V D. 533V
Câu hỏi 4: Hai tấm kim loại phẳng nằm ngang song song cách nhau 5cm. Hiệu điện thế giữa hai tấm là 50V. Một electron không vận tốc ban đầu chuyển động từ tấm tích điện âm về tấm tích điện dương. Hỏi khi đến tấm tích điện dương thì electron có vận tốc bao nhiêu:
A. 4,2.10[SUP]6[/SUP]m/s B. 3,2.10[SUP]6[/SUP]m/s C. 2,2.10[SUP]6[/SUP]m/s D. 1,2.10[SUP]6[/SUP]m/s
Câu hỏi 5: Trong Vật lý hạt nhân người ta hay dùng đơn vị năng lượng là eV. eV là năng lượng mà một electrôn thu được khi nó đi qua đoạn đường có hiệu điện thế 1V. Tính eV ra Jun, và vận tốc của electrôn có năng lượng 0,1MeV:
A. 1eV = 1,6.10[SUP]19[/SUP]J B. 1eV = 22,4.10[SUP]24 [/SUP]J;
C. 1eV = 9,1.10[SUP]-31[/SUP]J D. 1eV = 1,6.10[SUP]-19[/SUP]J
Câu hỏi 6: Hai bản kim loại phẳng nằm ngang song song cách nhau 10cm có hiệu điện thế giữa hai bản là 100V. Một electrôn có vận tốc ban đầu 5.10[SUP]6[/SUP]m/s chuyển động dọc theo đường sức về bản âm. Tính gia tốc của nó. Biết điện trường giữa hai bản là điện trường đều và bỏ qua tác dụng của trọng lực:
A. -17,6.10[SUP]13[/SUP]m/s[SUP]2[/SUP] B. 15.9.10[SUP]13[/SUP]m/s[SUP]2 [/SUP]
C. - 27,6.10[SUP]13[/SUP]m/s[SUP]2[/SUP] D. + 15,2.10[SUP]13[/SUP]m/s[SUP]2[/SUP]
Câu hỏi 7: Một hạt bụi kim loại tích điện âm khối lượng 10[SUP]-10[/SUP]kg lơ lửng trong khoảng giữa hai bản tụ điện phẳng nằm ngang bản tích điện dương ở trên, bản tích điện âm ở dưới. Hiệu điện thế giữa hai bản bằng 1000V, khoảng cách giữa hai bản là 4,8mm, lấy g = 10m/s[SUP]2[/SUP]. Chiếu tia tử ngoại làm hạt bụi mất một số electrôn và rơi xuống với gia tốc 6m/s[SUP]2[/SUP]. Tính sô hạt electrôn mà hạt bụi đã mất:
A. 18 000 hạt B. 20000 hạt C. 24 000 hạt D. 28 000 hạt
Câu hỏi 8: Một electrôn chuyển động dọc theo một đường sức của điện trường đều có cường độ 364V/m. Electrôn xuất phát từ điểm M với vận tốc 3,2.10[SUP]6[/SUP]m/s đi được quãng đường dài bao nhiêu thì vận tốc của nó bằng không:
A. 6cm B. 8cm C. 9cm D. 11cm
Câu hỏi 9: Một electrôn chuyển động dọc theo một đường sức của điện trường đều có cường độ 364V/m. Electrôn xuất phát từ điểm M với vận tốc 3,2.10[SUP]6[/SUP]m/s. Thời gian kể từ lúc xuất phát đến khi nó quay trở về điểm M là:
A. 0,1μs B. 0,2 μs C. 2 μs D. 3 μs
Câu hỏi 10: Hai bản kim loại phẳng nằm ngang song song cách nhau 10cm có hiệu điện thế giữa hai bản là 100V. Một electrôn có vận tốc ban đầu 5.10[SUP]6[/SUP]m/s chuyển động dọc theo đường sức về bản âm. Tính đoạn đường nó đi được cho đến khi dừng lại. Biết điện trường giữa hai bản là điện trường đều và bỏ qua tác dụng của trọng lực:
A. 7,1cm B. 12,2cm C. 5,1cm D. 15,2cm
Đề 2:
Câu hỏi 1: Một electrôn được phóng đi từ O với vận tốc ban đầu v[SUB]0[/SUB] vuông góc với các đường sức của một điện trường đều cường độ E. Khi đến điểm B cách O một đoạn h theo phương của đường sức vận tốc của nó có biểu thức:
Câu hỏi 2: Một electrôn được phóng đi từ O với vận tốc ban đầu v[SUB]0[/SUB] dọc theo đường sức của một điện trường đều cường độ E cùng hướng điện trường. Quãng đường xa nhất mà nó di chuyển được trong điện trường cho tới khi vận tốc của nó bằng không có biểu thức:
Câu hỏi 3:Electron chuyển động không vận tốc ban đầu từ A đến B trong một điện trường đều với U[SUB]AB[/SUB] = 45,5V. Tại B vận tốc của nó là:
A. 10[SUP]6[/SUP]m/s[SUP]2[/SUP] B. 1,5./s[SUP]2[/SUP] C. 4.10[SUP]6[/SUP]m /s[SUP]2[/SUP] D. 8.10[SUP]6[/SUP]m/s[SUP]2[/SUP]
Câu hỏi 4:Khi bay từ M đến N trong điện trường đều, electron tăng tốc động năng tăng thêm 250eV. Hiệu điện thế U[SUB]MN[/SUB] bằng:
A. -250V B. 250V C. - 125V D. 125V
Câu hỏi 5: Một tụ điện phẳng có các bản nằm ngang cách nhau khoảng d, chiều dài các bản là l. Giữa hai bản có hiệu điện thế U. Một electron bay vào điện trường của tụ từ điểm O ở giữa cách đều hai bản với vận tốc
Câu hỏi 6: Một tụ điện phẳng có các bản nằm ngang cách nhau khoảng d, chiều dài các bản là l. Giữa hai bản có hiệu điện thế U. Một electron bay vào điện trường của tụ từ điểm O ở giữa cách đều hai bản với vận tốc song song với các bản. Độ lệch của nó theo phương vuông góc với các bản khi ra khỏi điện trường có biểu thức:
Câu hỏi 7: : Một tụ điện phẳng có các bản nằm ngang cách nhau khoảng d, chiều dài các bản là l. Giữa hai bản có hiệu điện thế U. Một electron bay vào điện trường của tụ từ điểm O ở giữa cách đều hai bản với vận tốc song song với các bản. Góc lệch α giữa hướng vận tốc của nó khi vừa ra khỏi điện trường so với có tanα được tính bởi biểu thức:
Câu hỏi 8: Một electron bay vào điện trường của một tụ điện phẳng theo phương song song cùng hướng với các đường sức điện trường với vận tốc ban đầu là 8.10[SUP]6[/SUP]m/s. Hiệu điện thế tụ phải có giá trị nhỏ nhất là bao nhiêu để electron không tới được bản đối diện
A. 182V B.91V C. 45,5V D.50V
Câu hỏi 9: Khi một electron chuyển động ngược hướng với vectơ cường độ điện trường thì:
A. thế năng của nó tăng, điện thế của nó giảm B. thế năng giảm, điện thế tăng
C. thế năng và điện thế đều giảm D. thế năng và điện thế đều tăng
Câu hỏi 10: Một electron được tăng tốc từ trạng thái đứng yên nhờ hiệu điện thế U = 200V. Vận tốc cuối mà nó đạt được là: A. 2000m/s B. 8,4.10[SUP]6[/SUP]m/s C. 2.10[SUP]5[/SUP]m/s D. 2,1.10[SUP]6[/SUP]m/s
Đề 3:
Câu hỏi 1: Một prôtôn và một một electron lần lượt được tăng tốc từ trạng thái đứng yên trong các điện trường đều có cường độ điện trường bằng nhau và đi được những quãng đường bằng nhau thì:
A. Cả hai có cùng động năng, electron có gia tốc lớn hơn
B. Cả hai có cùng động năng, electron có gia tốc nhỏ hơn
C. prôtôn có động năng lớn hơn. electron có gia tốc lớn hơn
D. electron có động năng lớn hơn. Electron có gia tốc nhỏ hơn
Câu hỏi 2: Một electron thả cho chuyển động không vận tốc ban đầu trong điện trường đều giữa hai mặt đẳng thế V[SUB]1[/SUB] = +10V, V[SUB]2[/SUB] = -5V. Nó sẽ chuyển động :
A. Về phía mặt đẳng thế V[SUB]1 [/SUB] B. Về phía mặt đẳng thế V[SUB]2[/SUB]
C. Tùy cường độ điện trường mà nó có thể về V[SUB]1[/SUB] hay V[SUB]2[/SUB]. D. nó đứng yên
Câu hỏi 3: Một electrôn được phóng đi từ O với vận tốc ban đầu v[SUB]0[/SUB] dọc theo đường sức của một điện trường đều cường độ E ngược hướng điện trường. Khi đến điểm B cách O một đoạn h vận tốc của nó có biểu thức:
Câu hỏi 4: Trong Vật lý hạt nhân người ta hay dùng đơn vị năng lượng là eV. eV là năng lượng mà một electrôn thu được khi nó đi qua đoạn đường có hiệu điện thế 1V. Tính vận tốc của electrôn có năng lượng 0,1MeV:
A. v = 0,87.10[SUP]8[/SUP]m/s B. v = 2,14.10[SUP]8[/SUP]m/s C. v = 2,87.10[SUP]8[/SUP]m/s D. v = 1,87.10[SUP]8[/SUP]m/s
Câu hỏi 5: Hiệu điện thế giữa hai điểm bên ngoài và bên trong của một màng tế bào là - 90mV, bề dày của màng tế bào là 10nm, thì điện trường( giả sử là đều) giữa màng tế bào có cường độ là:
A. 9.10[SUP]6[/SUP] V/m B. 9.10[SUP]10[/SUP] V/m C. 10[SUP]10[/SUP] V/m D. 10[SUP]6[/SUP] V/m
Câu hỏi 6: Khi sét đánh xuống mặt đất thì có một lượng điện tích - 30C di chuyển từ đám mây xuống mặt đất. Biết hiệu điện thế giữa mặt đất và đám mây là 2.10[SUP]7[/SUP]V. Năng lượng mà tia sét này truyền từ đám mây xuống mặt đất bằng:
A. 1,5.10[SUP]-7[/SUP]J B. 0,67.10[SUP]7[/SUP]J C. 6.10[SUP]9[/SUP]J D. 6.10[SUP]8[/SUP]J
Câu hỏi 7: Chọn một đáp án sai :
A. Khi một điện tích chuyển động trên một mặt đẳng thế thì công của lực điện bằng không
B. Lực điện tác dụng lên một điện tích q ở trong một mặt đẳng thế có phương tiếp tuyến với mặt đẳng thế
C. Véctơ cường độ điện trường tại mỗi điểm trong mặt đẳng thế có phương vuông góc với mặt đẳng thế
D. Khi một điện tích di chuyển từ một mặt đẳng thế này sang một mặt đẳng thế khác thì công của lực điện chăc chắn khác không
Câu hỏi 8: Khi electron chuyển động từ bản tích điện dương về phía bản âm trong khoảng không gian giữa hai bản kim loại phẳng tích điện trái dấu độ lớn bằng nhau thì:
A. Lực điện thực hiện công dương, thế năng lực điện tăng
B. Lực điện thực hiện công dương, thế năng lực điện giảm
C. Lực điện thực hiện công âm, thế năng lực điện tăng
D. Lực điện thực hiện công âm, thế năng lực điện giảm
Câu hỏi 9: Hai điểm A và B nằm trên cùng một mặt đẳng thế. Một điện tích q chuyển động từ A đến B thì: A. lực điện thực hiện công dương nếu q > 0, thực hiện công âm nếu q < 0
B. lực điện thực hiện công dương hay âm tùy vào dấu của q và giá trị điện thế của A(B)
C. phải biết chiều của lực điện mới xác định được dấu của công lực điện trường
D. lực điện không thực hiện công
Câu hỏi 10: Một điện tích +1C chuyển động từ bản tích điện dương sang bản tích điện âm đặt song song đối diện nhau thì lực điện thực hiện một công bằng 200J. Hiệu điện thế giữa hai bản có độ lớn bằng:
A. 5.10[SUP]-3[/SUP]V. B. 200V C. 1,6.10[SUP]-19[/SUP]V D. 2000V
Sửa lần cuối bởi điều hành viên:
