Trong vùng không gian giữa hai tấm kim loại phẳng, tích điện trái dấu nhau và cách nhau một đoạn d = 5cm có một hạt bụi kim loại tích
13/15
Trong vùng không gian giữa hai tấm kim loại phẳng, tích điện trái dấu nhau và cách nhau một đoạn d = 5cm có một hạt bụi kim loại tích điện âm, khối lượng m=2.10−6 g đang lơ lửng tại vị trí cách đều hai tấm kim loại như Hình 13.5. Biết rằng hiệu điện thế giữa hai tấm kim loại khi đó là U = 1000 V. Nếu hiệu điện điện thế đột ngột giảm đến giá trị U'=850 V, hạt bụi kim loại sẽ chuyển động về tấm nào? Sau bao lâu thì hạt bụi này chạm đến một trong hai tấm kim loại nói trên? Lấy g=9,8 m/s2.
Khi U=1000 V, vì hạt bụi kim loại lơ lửng nên trọng lực cân bằng với lực điện. Khi đó, bản tích điện dương sẽ ở trên và bản tích điện âm sẽ ở dưới. Ta có:
Fd=P⇒qE=mg⇒q=mgE=mgdU=2⋅10−9⋅9,8⋅5⋅10−21000=9,8⋅10−13C
Khi hiệu điện thế giảm đến U'=850 V, vì lực điện giảm so với ban đầu nên hạt sẽ rơi xuống bản âm với gia tốc:
a=P−Fa'm=mg−qU'dm=2⋅10−9⋅9,8−9,8⋅10−13⋅8505⋅10−22⋅10−9=1,47 m/s2
Thời gian hạt bụi kim loại chuyển động đến khi gặp bản âm là:
t=2sa=2⋅2,5⋅10−21,47=1521≈0,18 s