Máy lọc không khí tạo ra chùm các ion âm OH- (mỗi ion OH- có khối lượng m = 2,833.10-26 kg, điện tích –1,6.10-19 C) có vận tốc ban đầu từ 20 m/s đến 40 m/s theo phương song song với mặt đất và cách mặt đất 50 cm. Điện trường đều đo được ở bề mặt Trái Đất là 114 V/m. Bỏ qua trọng lực và các loại lực cản khác, hãy xác định quỹ đạo của chùm ion âm này.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Chọn đáp án A
Hai điện tích cùng dấu nên A và B chỉ tiến lại gần nhau đến khoảng cách gần nhất là r m i n
Khi B ở rất xa thì thế năng bằng 0 và chỉ có động năng W d max = m v 0 2 2
Tại vị trí r m i n thì B dừng lại nên động năng bằng 0 và chỉ có thế năng
đáp án A
+ Độ biến thiên động năng bằng công của ngoại lực
m v B 2 2 - m v A 2 2 = A A B = q U A B
⇒ 9 , 1 . 10 - 31 . 16 . 10 12 2 - 0 = - 1 , 6 . 10 - 19 U A B ⇒ U A B = - 45 , 5 V
Chọn đáp án B
Công của lực điện trường tác dụng lên electron bằng độ biến thiên động năng
Véc tơ E → hướng từ bản dương sang bản âm và có độ lớn E = U d = 2000 V/m
Vì q e < 0 nên lực điện trường F → ngược chiều với E → (hướng từ bản âm sang bản dương) và có độ lớn
F = q e E = 3 , 2 . 10 - 16 ; lực F → ngược chiều chuyển động nên là vật chuyển động chậm dần đều với gia tốc a = - F m e = - 35 . 10 13 m / s 2 .
Đoạn đường dịch chuyển dọc theo đường sức điện trường cho đến lúc dừng lại (v = 0) là
s = v 2 − v 0 2 2 a = 0 − ( 4 , 2.10 6 ) 2 2. ( − 35.10 13 ) = 0,0252 (m) = 2,52 (cm). Vì s < d 1 nên electron chuyển động chưa tới bản âm thì dừng lại, sau đó tiếp tục chuyển động nhanh dần đều về phía bản dương với gia tốc a ' = a = 35 . 10 13 m / s 2 và cuối cùng bị hút vào bản dương.
Công của lực điện tác dụng lên electron băng độ tăng động năng của electron:
Với –e = - 1,6. 10 - 19 C; m = 9,1. 10 - 31 kg; v 0 = 0 và v = 1. 10 7 m/s thì U A B = 0184V.
Vector cường độ điện trường hướng từ trên xuống dưới ngược chiều với Oy nên hình chiếu trên phương Oy sẽ có giá trị âm.
Lực điện tác dụng lên ion âm chiếu trên phương Oy có giá trị bằng: F = -qE
- Phương trình chuyển động theo phương Ox: x = v0.t (1)
- Phương trình chuyển động theo phương Oy: y =\(\frac{1}{2}{a_y}{t^2} = \frac{1}{2}\frac{F}{m}{t^2} = - \frac{1}{2}\frac{{qE}}{m}{t^2}\) (2)
Từ (1) và (2) ta thu được phương trình quỹ đạo của chuyển động: \(y = - \frac{1}{2}\frac{{qE}}{m}{\left( {\frac{x}{{{v_0}}}} \right)^2}\)với v0 = 20 m/s đến 40 m/s.