Một electron chuyển động theo phương ngang, đi vào trong khoảng không gian giữa hai bản

Câu hỏi số 765712:

Vận dụng

Một electron chuyển động theo phương ngang, đi vào trong khoảng không gian giữa hai bản của một tụ điện phằng nằm ngang, có chiều dài l = 8 cm, hai bản tụ cách nhau một khoảng d = 3 cm. Biết bản tụ phía trên tích điện âm, bản tụ phía dưới tích điện đương và điện trường giữa hai bản tụ là đều. Vận tốc của electron khi bắt đầu đi vào tụ điện có độ lớn là \({2.10^7}m/s\). Đặt vào hai bản tụ điện một hiệu điện thế 600V. Bỏ qua tác dụng của trọng lực. Biết electron có điện tích \(q = - 1,{6.10^{ - 19}}C\) và khối lượng \(m = 9,{1.10^{ - 31}}kg\). Khi vừa ra khỏi tụ điện, góc lệch của hướng chuyển động electron so với phương ngang gần với giá trị

A. \(43,{32^0}\).

B. \(21,{45^0}\).

C. \(14,{67^0}\).

D. \(35,{12^0}\).

Đáp án đúng là: D

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:765712

Phương pháp giải

Sử dụng lí thuyết về chuyển động ném ngang.

Sử dụng các công thức của tác dụng của điện trường đều đối với chuyển động của một điện tích.

Định luật II Newton: \(\overrightarrow a = \dfrac{{\overrightarrow F }}{m}\)

Lực điện: \(\overrightarrow F = q.\overrightarrow E \)

Giải chi tiết

\(\begin{array}{l}l = 8cm = 0,08m;d = 3cm = 0,03m;U = 600V\\{v_0} = {2.10^7}m/s;q = - 1,{6.10^{ - 19}}C;m = 9,{1.10^{ - 31}}kg\end{array}\)

Đặt gốc tọa độ tại điểm electron bắt đầu bay vào điện trường đều. Trục Ox có hướng trùng với vecto vận tốc ban đầu, trục Oy hướng thẳng đứng xuống dưới.

Độ lớn cường độ điện trường giữa hai bản tụ điện: \(E = \dfrac{U}{d}\)

Electron chuyển động dưới tác dụng của lực điện.

Gia tốc của electron theo phương Ox và Oy là: \(\left\{ \begin{array}{l}{a_x} = 0\\{a_y} = \dfrac{F}{m} = \dfrac{{e.E}}{m} = \dfrac{{e.U}}{{m.d}}\end{array} \right.\)

Vận tốc của electron theo phương Ox và Oy là: \(\left\{ \begin{array}{l}{v_x} = {v_0}\\{v_y} = {v_{0y}} + {a_y}.t = \dfrac{{e.U}}{{m.d}}.t\end{array} \right.\)

Phương trình chuyển động của electron theo phương Ox là:

\(x = {x_0} + {v_{0x}}t + \dfrac{1}{2}{a_x}.{t^2} = {v_0}t\)

Khi electron vừa ra khỏi tụ thì x = l = 8 cm

→ Thời gian electron di chuyển trong tụ là: \(t = \dfrac{x}{{{v_0}}} = \dfrac{l}{{{v_0}}}\)

Vận tốc của electron theo phương Ox và Oy khi vừa ra khỏi tụ là: \(\left\{ \begin{array}{l}{v_x} = {v_0} = {2.10^7}m/s\\{v_y} = \dfrac{{e.U}}{{m.d}}.\dfrac{l}{{{v_0}}}\end{array} \right.\)

Góc lệch \(\alpha \) của hướng chuyển động electron so với phương ngang:

\(\begin{array}{l}\tan \alpha = \dfrac{{{v_y}}}{{{v_x}}} = \dfrac{{eU.l}}{{md.v_0^2}} = \dfrac{{1,{{6.10}^{ - 19}}.600.0,08}}{{9,{{1.10}^{ - 31}}.0,03.{{\left( {{{2.10}^7}} \right)}^2}}} = \dfrac{{64}}{{91}}\\ \Rightarrow \alpha \approx 35,{12^0}\end{array}\)

Đáp án cần chọn là: D

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.