Một proton ($m = 1,67.10^{- 27}kg$, $q = 1,6.10^{- 19}C$) được bắn vào trong vùng có điện trường

Câu hỏi số 954595:

Vận dụng

Một proton ($m = 1,67.10^{- 27}kg$, $q = 1,6.10^{- 19}C$) được bắn vào trong vùng có điện trường đều dọc theo một đường sức, ngược chiều điện trường. Tốc độ ban đầu của proton là $2.10^{5}m/s$, nếu bỏ qua tác dụng của trọng lực và lực cản của môi trường

a) Proton chuyển động như thế nào ngay khi bay vào điện trường, tại sao?

b) Biết E= 500 V/m, xác định tốc độ của proton khi bay được 0,2 m.

Quảng cáo

Xem lời giải

Câu hỏi:954595

Phương pháp giải

+ Sử dụng lý thuyết về lực điện: $\overset{\rightarrow}{F} = q\overset{\rightarrow}{E}$.

+ Áp dụng định luật II Newton: $\overset{\rightarrow}{a} = \dfrac{\overset{\rightarrow}{F}}{m}$.

+ Sử dụng công thức độc lập với thời gian trong chuyển động thẳng biến đổi đều: $v^{2} - v_{0}^{2} = 2as$.

Giải chi tiết

a) Vì điện tích của proton q > 0 nên lực điện trường tác dụng lên proton $\overset{\rightarrow}{F}$ cùng chiều với véctơ cường độ điện trường $\overset{\rightarrow}{E}$.

Theo đề bài, proton bay vào ngược chiều điện trường nên vận tốc ban đầu ${\overset{\rightarrow}{v}}_{0}$ ngược chiều với $\overset{\rightarrow}{E}$.

Từ đó suy ra lực điện trường $\overset{\rightarrow}{F}$ ngược chiều với vận tốc ${\overset{\rightarrow}{v}}_{0}$.

Do đó, ngay khi bay vào điện trường, proton chuyển động thẳng chậm dần.

b) Chọn chiều dương là chiều chuyển động ban đầu của proton.

Gia tốc của proton là:

$a = - \dfrac{qE}{m} = - \dfrac{1,6.10^{- 19}.500}{1,67.10^{- 27}} \approx - 4,79.10^{10}\left( {m/s^{2}} \right)$

Tốc độ của proton khi bay được s = 0,2 m là:

$v = \sqrt{v_{0}^{2} + 2as} = \sqrt{{(2.10^{5})}^{2} + 2.( - 4,79.10^{10}).0,2} \approx 1,44.10^{5}\left( {m/s} \right)$

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.