Trong công nghệ in laser, các hạt mực (toner) mang điện tích âm được điều khiển bởi điện

Trong công nghệ in laser, các hạt mực (toner) mang điện tích âm được điều khiển bởi điện trường đều giữa hệ thống cấp mực và trống in. Giả sử cường độ điện trường trong vùng này là $E = 2,0 \times 10^{5}\text{V/m}$. Mỗi hạt mực có điện tích $q = - 1,5 \times 10^{- 15}\text{C}$ và khối lượng $m = 5,0 \times 10^{- 13}\text{kg}$. Bỏ qua tác dụng của trọng lực và lực cản không khí.

Trả lời cho các câu 1, 2 dưới đây:

Câu hỏi số 1:

Vận dụng

Bỏ qua tác dụng của trọng lực. Dưới tác dụng của lực điện trường, hạt mực sẽ chuyển động với gia tốc có độ lớn là bao nhiêu?

Trả lời:

Đáp án đúng là:

Xem lời giải

Câu hỏi:843999

Phương pháp giải

Áp dụng công thức tính lực điện $\left. F = \middle| q \middle| E \right.$

Áp dụng định luật II Newton $F = ma$.

Giải chi tiết

Độ lớn lực điện tác dụng lên hạt mực là:

$\left. F = \middle| q \middle| E = \middle| - 1,5.10^{- 15} \middle| .(2,0.10^{5}) = 3,0.10^{- 10}\text{(N)} \right.$

Theo định luật II Newton, gia tốc của hạt mực là:

$a = \dfrac{F}{m} = \dfrac{3,0.10^{- 10}}{5,0.10^{- 13}} = 0,6.10^{3} = 600\text{(m/s}^{2}\text{)}$

Đáp án cần điền là: 600

Câu hỏi số 2:

Vận dụng

Giả sử hạt mực bắt đầu chuyển động từ trạng thái nghỉ. Nếu cường độ điện trường tăng gấp đôi, thì vận tốc của hạt mực khi đi được cùng một quãng đường $s$ sẽ thay đổi như thế nào? (Kết quả làm tròn đến chữ số thập phân thứ 2)

Trả lời:

Đáp án đúng là:

Xem lời giải

Câu hỏi:844000

Phương pháp giải

Sử dụng công thức liên hệ giữa vận tốc, gia tốc và quãng đường trong chuyển động thẳng biến đổi đều: $v^{2} - v_{0}^{2} = 2as$

Áp dụng định luật II Newton:$a = \dfrac{qE}{m}$.

Giải chi tiết

Gia tốc của hạt mực: $a = \dfrac{F}{m} = \dfrac{qE}{m}$.

Suy ra gia tốc $a$ tỉ lệ thuận với cường độ điện trường $E$.

Với vận tốc ban đầu $v_{0} = 0$, ta có:

$\left. v^{2} = 2as\Rightarrow v = \sqrt{2as} \right.$.

Thay $a = \dfrac{qE}{m}$ vào, ta có: $v = \sqrt{2.\dfrac{qE}{m}.s}$.

Từ biểu thức trên, ta thấy vận tốc $v$ tỉ lệ thuận với căn bậc hai của cường độ điện trường ($\sqrt{E}$).

Khi $E$ tăng gấp đôi ($E' = 2E$), vận tốc mới $v'$sẽ là:

$v' = \sqrt{2 \cdot \dfrac{q(2E)}{m} \cdot s} = \sqrt{2} \cdot \sqrt{2 \cdot \dfrac{qE}{m} \cdot s} = \sqrt{2}v$

$\Rightarrow$ Vận tốc tăng $\sqrt{2} \approx 1,41$ lần

Đáp án cần điền là: 1,41

Quảng cáo

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.