Một đèn điện tử có 2 cực (coi như phẳng) cách nhau \(10mm\) Hiệu điện thế giữa hai cực là

Câu hỏi số 352531:

Vận dụng cao

Một đèn điện tử có 2 cực (coi như phẳng) cách nhau \(10mm\) Hiệu điện thế giữa hai cực là \(200V\). Bỏ qua vận tốc của electron tại catot. Tính:

a) Động năng và vận tốc của các electron tại anot.

b) Lực tác dụng lên electron khi nó di chuyển từ catot đến anot.

c) Thời gian electron di chuyển đến anot.

d) Trong thời gian \(20s\) có \(1,{25.10^{18}}\) electron đến được anot. Tính cường độ dòng điện trong mạch đèn.

A. \(\begin{array}{l}
a){\rm{ }}3,{2.10^{ - 17}}J;8,{4.10^6}m/s\,\,\,\,\,b){\rm{ }}1,{6.10^{ - 15}}N\,\,\\
c)\,1,{2.10^{ - 9}}s\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,d){\rm{ }}0,02A
\end{array}\)

B. \(\begin{array}{l}
a){\rm{ }}3,{2.10^{ - 17}}J;8,{4.10^6}m/s\,\,\,\,\,b){\rm{ 3,2}}{.10^{ - 15}}N\,\,\\
c)\,2,{4.10^{ - 9}}s\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,d){\rm{ }}0,01A
\end{array}\)

C. \(\begin{array}{l}
a){\rm{ }}3,{2.10^{ - 17}}J;8,{4.10^6}m/s\,\,\,\,\,b){\rm{ 3,2}}{.10^{ - 15}}N\,\,\\
c)\,1,{2.10^{ - 9}}s\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,d){\rm{ }}0,01A
\end{array}\)

D. \(\begin{array}{l}
a){\rm{ 1,6}}{.10^{ - 17}}J;4,{2.10^6}m/s\,\,\,\,\,b){\rm{ 3,2}}{.10^{ - 15}}N\,\,\\
c)\,\,2,{4.10^{ - 9}}s\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,d){\rm{ }}0,01A
\end{array}\)

Đáp án đúng là: B

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:352531

Phương pháp giải

Định lí biến thiên động năng: \(A = \Delta {W_d}\)

Công của lực điện: \(A = qEd = qU\)

Lực điện: \({F_d} = \left| q \right|E\)

Hệ thức giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường: \(U = Ed \Rightarrow E = \frac{U}{d}\)

Công thức tính quãng đường vật chuyển động: \(s = \frac{1}{2}a{t^2}\)

Cường độ dòng điện: \(I = \frac{q}{t} = \frac{{N.\left| e \right|}}{t}\)

Giải chi tiết

a) Động năng của electron tại anot:

\(\begin{array}{l}A = \Delta {{\rm{W}}_d} \Leftrightarrow A = {{\rm{W}}_{dA}} - {{\rm{W}}_{dK}} \Leftrightarrow A = {{\rm{W}}_{dA}}\\ \Leftrightarrow \frac{1}{2}m{v^2} = \left| e \right|U = 1,{6.10^{ - 19}}.200 = 3,{2.10^{ - 17}}J\end{array}\)

Vận tốc của elctron tại anot là:

\(\begin{array}{l}
{{\rm{W}}_{dA}} = \frac{1}{2}m{v^2} = 3,{2.10^{ - 17}}J\\
\Rightarrow v = \sqrt {\frac{{2{W_{dA}}}}{m}} = 8,{4.10^6}\left( {m/s} \right)
\end{array}\)

b) Lực tác dụng lên electron khi nó di chuyển từ anot đến catot:

\(\begin{array}{l}
{F_d} = \left| e \right|E = \left| q \right|.\frac{U}{d}\\
\,\,\,\,\,\, = 1,{6.10^{ - 19}}.\frac{{200}}{{{{10.10}^{ - 3}}}} = 3,{2.10^{ - 15}}N
\end{array}\)

c) Gia tốc của electron:

\(a = \frac{{{F_d}}}{m} = \frac{{3,{{2.10}^{ - 15}}}}{{9,{{1.10}^{ - 31}}}}\)

Thời gian electron di chuyển đến anot là:

\(s = \frac{{a{t^2}}}{2} \Rightarrow t = \sqrt {\frac{{2d}}{a}} = 2,{4.10^{ - 9}}s\)

d) Cường độ dòng điện trong mạch:

\(I = \frac{q}{t} = \frac{{N.\left| e \right|}}{t} = \frac{{1,{{25.10}^{18}}.1,{{6.10}^{ - 19}}}}{{20}} = 0,01A\)

Đáp án cần chọn là: B

Group 2K9 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Học trực tuyến - Định hướng luyện thi TN THPT, ĐGNL, ĐGTD ngay từ lớp 11 (Xem ngay) cùng thầy cô giáo giỏi trên Tuyensinh247.com. Bứt phá điểm 9,10 chỉ sau 3 tháng, tiếp cận sớm các kì thi.