8 câu Trắc nghiệm Bài tập chuyển động của điện tích trong điện trường có đáp án (Vận dụng cao)
8 câu hỏi
Nối hai cực của nguồn điện không đổi có hiệu điện thế 50V lên hai bản của tụ điện phẳng có khoảng cách giữa hai bản tụ bằng 5cm. Trong vùng không gian giữa hai bản tụ, 1 proton có điện tích 1,6.10−19C và khối lượng 1,67.10−27kg chuyển động từ điểm M cách bản âm của tụ điện 4cm đến điểm N cách bản âm của tụ 1cm. Biết tốc độ của proton tại M bằng 105m/s. Tốc độ của proton tại N bằng:
1,25.105m/s
3,57.105m/s
1,73.105m/s
1,57.105m/s
Đáp án A
Ta có:
+ Cường độ điện trường giữa hai bản tụ điện là:
E=Ud=500,05=1000V/m
+ Lực điện trường tác dụng lên điện tích là
Hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện phẳng bằng U = 300V. Một hạt bụi nằm cân bằng giữa hai bản tụ điện và cách bản dưới của tụ điện d1=0,8cm. Hỏi trong bao nhiêu lâu hạt bụi sẽ rơi xuống mặt bản tụ, nếu hiệu điện thế giữa hai bản giảm đi một lượng ΔU=60V
t = 0,9s
t = 0,19s
t = 0,09s
t = 0,29s
Đáp án C
Hạt bụi nằm cân bằng chịu tác dụng của trọng lực P và lực điện F: P = F
Hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện phẳng bằng U = 220V. Một hạt bụi nằm cân bằng giữa hai bản tụ điện và cách bản dưới của tụ điện d1=2cm. Hỏi trong bao nhiêu lâu hạt bụi sẽ rơi xuống mặt bản tụ, nếu hiệu điện thế giữa hai bản giảm đi một lượng ΔU=50V
t = 0,9s
t = 0,133s
t = 0,09s
t = 0,29s
Đáp án B
Hạt bụi nằm cân bằng chịu tác dụng của trọng lực P và lực điện F: P = F
Một quả cầu tích điện có khối lượng 1mg nằm cân bằng giữa hai bản tụ điện phẳng, đứng cạnh nhau d = 2cm. Khi hai bản tụ được nối với hiệu điện thế U = 220V thì dây treo quả cầu lệch khỏi phương thẳng đứng một góc α=100. Điện tích của quả cầu bằng: q0=1,6.10−10C
q0=1,31.10−10C
q0=1,13.10−10C
q0=1,76.10−10C
q0=1,67.10−10C
Một electron bắt đầu bay vào điện trường đều E = 910 V/m với vận tốc ban đầu v0=3,2.106m/s cùng chiều đường sức của E. Biết e=−1,6.10−19C, m=9,1.10−31kg. Gia tốc của electron trong điện trường dều có giá trị là:
a=−1,6.1014m/s2
a=1,6.1014m/s2
a=2.1014m/s2
a=-2.1014m/s2
Đáp án A
Chọn trục Ox, có gốc O là vị trí mà electon bắt đầu bay vào điện trường, chiều dương trùng với chiều chuyển động.
Khi bay trong điện trường, electron chịu tác dụng của lực điện F→
+ Theo định luật II - Niutơn, ta có: F→=ma→ (1)
Dưới tác dụng của lực điện trường, hai hạt bụi mang điện tích trái dấu đi lại gặp nhau. Biết tỉ số giữa độ lớn điện tích và khối lượng của các hạt bụi lần lượt là q1m1=150(C/kg); q2m2=350(C/kg). Hai hạt bụi lúc đầu cách nhau d = 5cm với hiệu điện thế U = 100V. Hai hạt bụi bắt đầu chuyển động cùng lúc với vận tốc đầu bằng 0. Coi trọng lực của hạt bụi quá nhỏ so với lực điện trường. Xác định thời gian để hạt bụi gặp nhau?
t = 0,05s
t = 2,5s
t = 0,025s
t = 0,02s
Đáp án C
Chọn chiều dương là chiều của véctơ E→
Giả sử q1>0;q2<0, khi đó hạt mang điện tích q1 sẽ chuyển động theo chiều điện trường, hạt mang điện tích q2 sẽ chuyển động ngược chiều điện trường.
+ Biểu thức định luật II - Niutơn cho mỗi hạt: F1→=m1a1→F2→=m2a2→
+ Chiếu lên chiều dương đã chọn, ta có: F1=m1a1−F2=m2a2
Một electron có động năng Wd=200eV lúc bắt đầu đi vào điện trường đều của hai bản kim loại đặt song song tích điện trái dấu theo hướng đường sức. Hỏi hiệu điện thế giữa hai bản phải là bao nhiêu để hạt không đến được bản đối diện. Biết 1eV=1,6.10−19J.
U > 200V
U = 200V
U < 200V
U≠200V
Đáp án A
Khi electron chuyển động từ bản này đến bản kia, thì nó chịu tác dụng của ngoại lực là lực điện trường.
+ Theo định lí động năng, ta có:
Một electron bay vào khoảng không giữa hai bản kim loại tích điện trái dấu với vận tốc v0=2,5.107m/s từ phía bản dương về phía bản âm theo hướng hợp với bản dương góc 150. Độ dài của mỗi bản là L = 5cm và khoảng cách giữa hai bản là d = 1cm. Hãy tính hiệu điện thế giữa hai bản, biết rằng khi ra khỏi điện trường vận tốc của electron có phương song song với hai bản.
535,5 V
711,75 V
177,7 V
355,5 V
Đáp án C
+ Chọn hệ trục xOy như hình:
+ Ta có, chuyển động của hạt được phân tích thành hai chuyển động.
- Theo phương ngang (Ox): hạt chuyển động thẳng đều với vận tốc ban đầu: v0x=v0cosα
- Theo phương Oy: hạt chuyển động biến đổi đều với vận tốc đầu: v0y=v0sinα
+ Phương trình vận tốc theo các trục:
vx=v0cosαvy=v0sinα+at
+ Vì khi ra khỏi điện trường, vận tốc có phương ngang nên thành phần vy=0 do đó ta có:
v0sinα+at=0⇒t=−v0sinαa(1)
+ Phương trình chuyển động theo phương Ox: x=v0cosαt
Khi ra khỏi điện trường thì x=L⇔v0cosαt=L (2)
Từ (1) và (2), ta có: v0cosα−v0sinαa=L (3)
+ Mặt khác, ta có gia tốc của electron khi chuyển động trong điện trường:
