Sử dụng các thông tin sau cho Câu 5 và Câu 6: Z là vùng không

Sử dụng các thông tin sau cho Câu 5 và Câu 6: Z là vùng không gian tồn tại một điện trường đều và một từ trường đều vuông góc với nhau ($\overset{\rightarrow}{E}\bot\overset{\rightarrow}{B}$, hình vẽ). Độ lớn của cường độ điện trường là E = 2,80 kV/m và độ lớn của cảm ứng từ là B = 0,500 T. Một ion dương có khối lượng m = $1,66.10^{- 26}$kg, điện tích $q = 1,60.10^{- 19}$C chuyển động với vận tốc $\overset{\rightarrow}{v}$ vào vùng Z theo phương vuông góc với cảm ứng từ $\overset{\rightarrow}{B}$. Lực từ tác dụng lên ion có độ lớn $\left. F = Bv \middle| q \right|$, có phương vuông góc với cảm ứng từ $\overset{\rightarrow}{B}$ và với vận tốc $\overset{\rightarrow}{v}$. Bỏ qua tác dụng của trọng lực.

Trả lời cho các câu 1, 2 dưới đây:

Câu hỏi số 1:

Vận dụng

Vận tốc v phải bằng bao nhiêu km/s để khi chuyển động qua vùng Z, ion không bị lệch so với phương ban đầu?

Trả lời:

Đáp án đúng là:

Xem lời giải

Câu hỏi:946969

Phương pháp giải

Sử dụng điều kiện cân bằng lực: Để hạt mang điện chuyển động thẳng đều (không lệch phương) trong trường điện từ chéo nhau thì tổng hợp lực tác dụng lên hạt phải bằng không: ${\overset{\rightarrow}{F}}_{d} + {\overset{\rightarrow}{F}}_{t} = \overset{\rightarrow}{0}$

Giải chi tiết

Từ hình vẽ, bản tụ phía dưới tích điện dương (+), bản phía trên tích điện âm (-). Do đó, vectơ cường độ điện trường $\overset{\rightarrow}{E}$ có hướng từ dưới lên trên. Lực điện tác dụng lên ion dương ${\overset{\rightarrow}{F}}_{d} = q\overset{\rightarrow}{E}$ cùng chiều với $\overset{\rightarrow}{E}$ nên hướng thẳng đứng lên trên.

Từ trường $\overset{\rightarrow}{B}$ có hướng từ trong ra ngoài mặt phẳng hình vẽ. Vận tốc $\overset{\rightarrow}{v}$ hướng từ trái sang phải. Áp dụng quy tắc bàn tay trái, lực từ (lực Lorentz) ${\overset{\rightarrow}{F}}_{t}$ hướng thẳng đứng xuống dưới.

Để ion không bị lệch, độ lớn lực điện và lực từ phải bằng nhau:

$\left. F_{d} = F_{t}\Leftrightarrow \middle| q \middle| E = \middle| q \middle| vB \right.$ $\left. \Rightarrow v = \dfrac{E}{B} \right.$

$\left. \Rightarrow v = \dfrac{2800}{0,500} = 5600m/s = 5,6km/s \right.$

Đáp án cần điền là: 5,6

Câu hỏi số 2:

Vận dụng

Nếu vùng Z chỉ có từ trường, lực từ làm ion chuyển động trên một quỹ đạo tròn có bán kính là bao nhiêu mm (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)?

Trả lời:

Đáp án đúng là:

Xem lời giải

Câu hỏi:946970

Phương pháp giải

Sử dụng kiến thức về chuyển động của hạt điện tích trong từ trường đều. Khi vận tốc vuông góc với từ trường, lực Lorentz đóng vai trò là lực hướng tâm, làm ion chuyển động tròn đều ($F_{t} = F_{ht}$).

Giải chi tiết

Lực từ (lực Lorentz) tác dụng lên ion là: $\left. F_{t} = \middle| q \middle| vB \right.$

Lực hướng tâm là: $F_{ht} = m\dfrac{v^{2}}{R}$

Ta có: $\left| q \middle| vB = m\dfrac{v^{2}}{R}\Rightarrow R = \dfrac{mv}{\left| q \middle| B \right.} \right.$

$\left. \Rightarrow R = \dfrac{1,66.10^{- 26} \cdot 5600}{1,60.10^{- 19} \cdot 0,5} = 1,162.10^{- 3}m \approx 1,16mm \right.$

Đáp án cần điền là: 1,16

Quảng cáo

Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí

Câu hỏi trước Câu tiếp theo

>> 2K9 Chú ý! Lộ Trình Sun 2027 - 1 lộ trình ôn đa kỳ thi (TN THPT, ĐGNL (Hà Nội/ Hồ Chí Minh), ĐGNL Sư Phạm, ĐGTD, ĐGNL Bộ Công an, ĐGNL Bộ Quốc phòngTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com. Cập nhật bám sát bộ SGK mới, Thầy Cô giáo giỏi, 3 bước chi tiết: Nền tảng lớp 12; Luyện thi chuyên sâu; Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.