Một electron chuyển động với tốc độ ban đầu v0 = 1,6.106(m) bay vào vùng điện trường đều theo phương song song
111/235
Một electron chuyển động với tốc độ ban đầu v0 = 1,6.106(m) bay vào vùng điện trường đều theo phương song song với hai bản và ở ngay giữa hai bản như hình vẽ. Biết chiều dài mỗi bản là 3 cm và khoảng cách giữa hai bản là 1(cm). Giữa hai bản có điện trường hướng từ trên xuống, điện trường bên ngoài hai bản bằng 0. Xét trường hợp electron di chuyển đến vị trí mép ngoài của tấm bản phía trên, tính độ lớn cường độ điện trường giữa hai bản.
116,78(V/m).
16,78(V/m)
161,78(V/m).
118,78(V/m).
Đáp án đúng là C
Phương pháp giải
Phân tích chuyển chuyển của electron theo các phương.
Áp dụng biểu thức tính lực điện: F = qE
Sử dụng phương trình chuyển động của vật.
Lời giải
Chọn hệ trục Oxy như hình vẽ với gốc toạ độ được đặt tại vị trí ban đầu của electron ngay khi bay vào vùng điện trường của hai bản kim loại
+ Theo phương Ox: Electron chuyển động thẳng đều với vận tốc v0
Ta có lực điện tác dụng lên electron được xác định bằng: F = qE
Theo phương Oy: Electron chuyển động thẳng nhanh dần đều không vận tốc ban đầu với gia tốc: \(a = \frac{{\left| {{q_e}} \right|E}}{{{m_e}}}\)
Ta có phương trình chuyển động của electron theo các phương:
\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{x = {v_0}t\,\,(1)}\\{y = \frac{1}{2}a{t^2} = \frac{1}{2}\frac{{\left| {{q_e}} \right|E}}{{{m_e}}}{t^2}\,\,(2)}\end{array}} \right.\)
với \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{l}}{x = 0,03m}\\{y = 0,{{5.10}^{ - 2}}m}\end{array}} \right.\)
thay vào (1): \(0,03 = 1,{6.10^6}t \Rightarrow t = 1,{875.10^{ - 8}}s\)
Thay t = 1,875.10−8s vào (2) ta có:
\(0,{5.10^{ - 2}} = \frac{1}{2}\frac{{\left| { - 1,{{6.10}^{ - 19}}} \right|E}}{{9,{{1.10}^{ - 31}}}}{\left( {1,{{875.10}^{ - 8}}} \right)^2}(2) \Leftrightarrow E \approx 161,78(V/m)\)