Một electron bắt đầu vào điện trường đều có cường độ $E = 2 . 10^{3} V / m$ với vận tốc ban đầu v $0 = 5 . 10^{6} V / m$ dọc theo phương đường sức.
a. Tính quãng đường s và thời gian t mà electron đi được cho đến khi dừng lại. Mô tả chuyển động của electron sau khi nó dừng lại.
b. Nếu điện trường chỉ tồn tại trong khoảng l = 1 cm dọc theo đường đi của electron thì electron sẽ chuyển động với vận tốc là bao nhiêu khi ra khỏi điện trường ?

Xem lời giải

Câu hỏi trong đề: Bài tập Vật lí 11 Điện tích - Điện trường cực hay có lời giải chi tiết !!

Bắt đầu thi

Quảng cáo

Trả lời:

Giải bởi Vietjack

Vì $\overset{q= e < 0}{\to} \vec{F} ↑ ↓ \vec{E}$

Lực điện trường tác dụng lên electron: $\vec{F} = q \vec{E} = m \vec{a}$

$\overset{}{\to} a = \frac{q E}{m} = \frac{- 1, {6.10}^{- 19} {.2.10}^{3}}{9, {1.10}^{- 31}} = - 0, {35.10}^{15}$

Vì $\vec{F} ↑ ↓ \vec{E} \overset{}{\to} \vec{a} ↑ ↓ {\vec{v}}_{0}$

Tức là electron chuyển động chậm dần đều.

Quãng đường và thời gian vật đi được cho đến khi dừng lại là: $v^{2} - v_{0}^{2} = 2 a s \overset{}{\to} 0^{2} - {({5.10}^{6})}^{2} = 2 (- 0, {35.10}^{15}) . s \overset{}{\to} s = 35, {7.10}^{- 3} m = 3, 57 c m$

$\to v = v_{0} + a t \to 0 = {5.10}^{6} - 0, {35.10}^{15} \to t = 14, {3.10}^{- 9}$

Sau khi dừng lại, thì electron vẫn chịu tác dụng của lực điện trường như cũ nên nó sẽ chuyển động nhanh dần trở về vị trí xuất phát.

b. Gọi ${\vec{v}}_{c}$ là vận tốc của electron cuối đoạn đường l, ta có:

$v_{c}^{2} - v_{0}^{2} = 2 a l \to v_{c}^{2} - {({5.10}^{6})}^{2} = 2 (- 0, {35.10}^{15}) {.10}^{- 2} \to v_{c} = {18.10}^{12}$

Trong trường hợp này thì khi electron đi hết đoạn đường l cũng là lúc nó ra khỏi điện trường nên không còn tác dụng của lực điện trường nữa. Do đó nó sẽ chuyển động thẳng đều.

Hot: Học hè online Toán, Văn, Anh...lớp 1-12 tại Vietjack với hơn 1 triệu bài tập có đáp án. Học ngay

Sách thầy cô Vietjack biên soạn:

Xem thêm »

CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ

Câu 1

Ba điểm A, B, C tạo thành tam giác vuông tại C. AC = 4 cm, BC = 3 cm và nằm trong điện trường đều. Véc tơ cường độ điện trường $\vec{E}$ song song với AC, hướng từ A đến C và có độ lớn E = 5000 V/m. Tính:
a. $U_{A C} ? U_{C B} ? U_{A B} ?$
b. Công của lực điện trường khi một electron di chuyển từ A đến B.

Xem đáp án

Lời giải

a. Vì $\vec{E}$ hướng từ A đến C, ta có: $U_{A C} = E . A C = 5000.0, 04 = 200 V$

$\overset{}{\to} U_{C B} = \frac{A_{C B}}{q} = 0$ do $\overset{}{\to} \vec{C B} ⊥ \vec{E}$

$\overset{}{\to} U_{A B} = U_{A C} + U_{C B} = 200 V$ hoặc ta tính theo cách khác: $\overset{}{\to} U_{A B} = E . \bar{A B} . \cos α = 200$

b. Công của lực điện khi electron di chuyển từ A đến B là:

$\overset{}{\to} A_{A B} = q U_{A B} = - 1, {6.10}^{- 19} .200 = - 3, {2.10}^{- 17} (J)$

Câu 2

Một điện tích điểm q được đặt trong điện môi đồng tính, vô hạn. Tại một điểm M cách q một đoạn 0,4 m, điện trường có cường độ $9 . 10^{5} V / m$ và hướng về điện tích q. Hỏi độ lớn và dấu của q. Biết rằng hằng số điện môi của môi trường là $ε = 2, 5$

Xem đáp án

Lời giải

Ta có: $E_{M} = k \frac{|q|}{ε r^{2}} \overset{}{\to} {9.10}^{5} = {9.10}^{9} \frac{|q|}{2, 5.0, 4^{2}} \overset{}{\to} |q| = {4.10}^{- 5} C$

Theo giả thiết, tại M thì ${\vec{E}}_{M}$ đang hướng về điện tích q, nên q < 0 $\to q = - {4.10}^{- 5} C$

Câu 3