BÀI 18: ĐIỆN TRƯỜNG ĐỀU BÀI TẬP TỰ LUẬN Câu 1: Để chẩn đốn hình ảnh y học người ta thường sử dụng tia X (hay tia Rơn-ghen) để chụp X quang chụp CT Cho vùng điện trường hai cực ống tia X điện trường Khoảng cách hai cực cm, hiệu điện hai cực 120 kV Hãy tính lực điện trường tác dụng lên electron Hướng dẫn - Cường độ điện trường: U 120000 E¿ d = 0,02 =6 06 (v/m) Lực điện trường tác dụng lên electron có độ lớn: F=q.E=16. 10−19 6. 1 06= 9,6 0−13 N Câu 2: Khoảng cách hai phẳng song song 15 mm, hiệu điện thể chúng 750 V Lực tác dụng lên cầu nhỏ tích điện khoảng khơng gian hai 1,2.1 0−7 N Tính: a) Độ lớn cường độ điện trường hai b) Điện tích cầu nhỏ Hướng dẫn Độ lớn cường độ điện trường hai U E¿ d = 750 =5 04 (v/m) 15.10−3 Để tính điện tích cầu nhỏ, ta sử dụng cơng thức sau: F 1,2.10−7 −12 q= = =2,4 C E Câu 3: Máy lọc khơng khí tạo chùm ion âm OH−¿¿ (mỗi ion OH−¿¿ có khối lượng m = 2,833 0−26 kg, điện tích –1,6 0−19 C) có vận tốc ban đầu từ 20 m/s đến 40 m/s theo phương song song với mặt đất cách mặt đất 50 cm Điện trường đo bề mặt Trái Đất 114 V/m Bỏ qua trọng lực loại lực cản khác, xác định quỹ đạo chùm ion âm Hướng dẫn Đặt gốc toạ độ điểm ion âm bắt đầu vào điện trường Trục Ox có hướng trùng với vectơ vận tốc ban đầu, trục Oy hướng thẳng đứng lên Lực điện tác dụng lên ion âm chiếu phương Oy có giá trị bằng: F=- q.E=- (-1,6.1 0−19).114= 1,824 0−17 N Phương trình chuyển động theo phương Ox: x=v t Câu 4: Một hạt bụi có khối lượng 10−11 g nằm khoảng hai kim loại song song nằm ngang nhiễm điện trái dấu Khoảng cách hai d = 0,5cm Chiếu ánh sáng tử ngoại vào hạt bụi, phần điện tích, hạt bụi cân Để thiết lập lại cân bằng, người ta phải tăng hiệu điện hai lên lượng ∆ U =34 V Biết hiệu điện hai lúc đầu 306,3V Lấy g=10 m/ s2 Tính Điện lượng đi? Hướng dẫn Các lực tác dụng lên hạt bụi: Trọng lực ⃗P, Lực điện ⃗F mg Hạt bụi nằm cân ⃗P + ⃗F =0 → P=F → mg=qE → q= E U mgd Lại có E= d →q= U mgd 10 Lúc đầu U 1=306,3 V → q1= U = −14 10 0,5 10−2 −18 =1,63.10 C 306,3 −14 mgd 10 Lúc sau U 2=306,3+ 34=340,3V → q2= U = 10 0,5 10−2 −18 =1,47.10 C 340,3 Điện lượng là∆ q=q1−q 2=1 , 63.10−18−1 , 47 10−18=1,6 10−19 C Câu 5: Một cầu nhỏ tích điện, có khối lượng m 0,1g , treo đầu sợi mảnh, điện trường đều, có phương nằm ngang có cường độ điện trường E 10 V / m Dây hợp với phương thẳng đứng góc 10° Tính độ lớn điện tích cầu Lấy g 10m / s Hướng dẫn * Khi hệ cân bằng: ⇒|q|= tan qE F mg mg mg tan α 0,1.10−3 10 tan 10 o −6 = =0,176.10 (C ) E 10 Câu Một electron chuyên động hướng với đường sức điện trường rộng có cường độ 364 V/m Electron xuất phát từ điểm M với độ lớn vận tốc 3, 2.106 m / s Cho biết điện tích khối lượng electron 1, 6.10 19 C 9,1.10 31 kg Tính thời gian kể từ lúc xuất phát đến lúc electron trở điểm M? Hướng dẫn Lúc đầu, chuyển động chậm dần dừng lại điểm O, sau đổi chiều chuyển động chuyển động nhanh dần trở M F |q| E a= = =6,4.10 13 ( m/s ) m m Tính: v=v 0−at v =0 t=0,05.1 0−6 ( s )=0,05 ( μss ) ⇒ t=0,1 ( μss ) { →