Hình bên là đồ thị tốc độ thay đổi theo độ cao của một electron chuyển động từ điểm A đến điểm B theo phương thẳng đứng trong điện trường của Trái Đất

Đáp án đúng là "113,75"

Phương pháp giải

Công thức tính lực điện: \[F = qE\]

Cơ năng: \[W = {W_t} + {W_d} = qEd + \frac{1}{2}m{v^2}\]

Định luật bảo toàn cơ năng.

Lời giải

Điện trường của Trái Đất là điện trường đều nên điện trường tại A bằng điện trường tại B.

Gọi v₁,v₂ lần lượt là vận tốc tại A và B.

Cơ năng tại A của electron là:

\({W_A} = qE{d_1} + \frac{1}{2}mv_1^2\)

Cơ năng tại B của electron là

\({W_B} = qE{d_2} + \frac{1}{2}mv_2^2\)

Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng:

\({W_A} = {W_B} \Leftrightarrow qE{d_1} + \frac{1}{2}mv_1^2 = qE{d_2} + \frac{1}{2}mv_2^2\)

\( \Rightarrow E = \frac{{mv_1^2}}{{2q\left( {{d_2} - {d_1}} \right)}}\)

\( = \frac{{9,{{1.10}^{ - 31}}.{{\left( {{{2.10}^6}} \right)}^2}}}{{2.\left( { - 1,{{6.10}^{ - 19}}} \right).(2,9 - 3,0)}}\)

\( \to E = 113,75(\;{\rm{V/m}})\)