Google
Câu hỏi: Một electron đang chuyển động với vận tốc bắt đầu ${{v}_{0}}={{3,2.10}^{6}}\text{m}/\text{s}$ thì bay vào điện trường đều theo hướng cùng chiều đường sức điện trường. Biết cường độ điện trường có cường độ $E=910V/m$. Biết điện tích và khối lượng của electron lần lượt là $e=-{{1,6.10}^{-19}}\text{C},\text{m}={{9,1.10}^{-31}}\text{kg}.$ . Thời gian t mà electron đi được cho đến khi dừng lại có giá trị nào sau đây? Cho rằng điện trường đủ rộng
A. $t={{2.10}^{-9}}\text{s}$
B. $t={{2.10}^{-9}}\text{ms}$
C. $t={{2.10}^{-8}}\text{s}$
D. $t={{2.10}^{-8}}\text{ms}$
A. $t={{2.10}^{-9}}\text{s}$
B. $t={{2.10}^{-9}}\text{ms}$
C. $t={{2.10}^{-8}}\text{s}$
D. $t={{2.10}^{-8}}\text{ms}$
Phương pháp:
+ Sử dụng biểu thức định luật II – Niuton: $\overrightarrow{F}=~m\overrightarrow{a~}$
+ Sử dụng biểu thức tính lực điện: $F=qE$
+ Sử dụng phương trình vận tốc của vật chuyển động biến đổi đều: $\text{v}={{v}_{0}}+at$
Cách giải:
Chọn trục Ox có gốc O là vị trí mà electron bắt đầu bay vào điện trường, chiều dương trùng với chiều chuyển động.
+ Khi bay trong điện trường, electron chịu tác dụng của lực điện $\overrightarrow{F~}$
+ Định luật II Niuton: $\overrightarrow{F}=~m\overrightarrow{a~}$ $\left( 1 \right)$
Chiếu (1) lên Ox ta được: $-F=ma(\text{ do }e<0\Rightarrow \overrightarrow{F}\uparrow \downarrow \overrightarrow{E})$
$\Leftrightarrow -|e|E=ma\Rightarrow a=$ $=\dfrac{-|e|E}{m}=\dfrac{-\left| -1,6\cdot {{10}^{-19}} \right|.910}{9,1\cdot {{10}^{-31}}}=-1,6\cdot {{10}^{14}}\left( \text{m}/{{\text{s}}^{2}} \right)$
Phương trình vận tốc của electron: $v={{v}_{0}}+at={{3,2.10}^{6}}-{{1,6.10}^{14}}t$
Electron dừng lại khi $v=0\Leftrightarrow 0={{3,2.10}^{6}}-{{1,6.10}^{14}}t\Rightarrow t={{2.10}^{-8}}\text{s}$
+ Sử dụng biểu thức định luật II – Niuton: $\overrightarrow{F}=~m\overrightarrow{a~}$
+ Sử dụng biểu thức tính lực điện: $F=qE$
+ Sử dụng phương trình vận tốc của vật chuyển động biến đổi đều: $\text{v}={{v}_{0}}+at$
Cách giải:
Chọn trục Ox có gốc O là vị trí mà electron bắt đầu bay vào điện trường, chiều dương trùng với chiều chuyển động.
+ Khi bay trong điện trường, electron chịu tác dụng của lực điện $\overrightarrow{F~}$
+ Định luật II Niuton: $\overrightarrow{F}=~m\overrightarrow{a~}$ $\left( 1 \right)$
Chiếu (1) lên Ox ta được: $-F=ma(\text{ do }e<0\Rightarrow \overrightarrow{F}\uparrow \downarrow \overrightarrow{E})$
$\Leftrightarrow -|e|E=ma\Rightarrow a=$ $=\dfrac{-|e|E}{m}=\dfrac{-\left| -1,6\cdot {{10}^{-19}} \right|.910}{9,1\cdot {{10}^{-31}}}=-1,6\cdot {{10}^{14}}\left( \text{m}/{{\text{s}}^{2}} \right)$
Phương trình vận tốc của electron: $v={{v}_{0}}+at={{3,2.10}^{6}}-{{1,6.10}^{14}}t$
Electron dừng lại khi $v=0\Leftrightarrow 0={{3,2.10}^{6}}-{{1,6.10}^{14}}t\Rightarrow t={{2.10}^{-8}}\text{s}$
Đáp án C.