4 hiện tượng quan điện trong điện trường và từ trường

Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các electron quang điện và hướng nó vào một từ trường đều cảm ứng từ 10-4 T vuông góc với ph ương vận tốc ban đầu của electron.. Dùng màn chắn tách ra

4 - Hiện tượng quan điện trong Điện trường và Từ trường

Câu 1: Chiếu ánh sáng đơn sắc có bước sóng λ = 546 nm vào bề mặt ca tốt của một tế bào quang điện Giả sử

các electron đó được tách ra bằng màn chắn dể lấy một chùm hẹp hướng vào một từ trường đều có B = 10-4

T, sao cho vec tơ B vuông góc với vân tốc của hạt Biết quỹ đạo của hạt có bán kính cực đại R = 23,32 mm Tìm

độ lớn vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện

A 1,25.105m/s

B 2,36.105m/s

C 3,5.105m/s

D 4,1.105m/s Câu 2: Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các electron quang điện có vận tốc 7,31.105 (m/s) và hướng nó vào một từ trường đều có cảm ứng từ 9,1.10-5 (T) theo hướng vuông góc với từ trường Xác định bán kính quỹ đạo các electron đi trong từ trường A 6 cm

B 4,5 cm

C 5,7 cm D 6 cm Câu 3: Khi chiếu một bức xạ có bước sóng 250 nm vào bề mặt catốt của một tế bào quang điện có công thoát 3.10-19J Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các electron quang điện và hướng nó vào một từ trường đều cảm ứng từ 10-4 T vuông góc với ph ương vận tốc ban đầu của electron Xác định bán kính cực đại của quỹ đạo electron đi trong từ tr ờng A 6 cm

B 5 cm

C 7 cm

D 10 cm

Câu 4: Chiếu bức xạ có bước sóng 0,533 (m) lên tấm kim loại có công thoát 3.10-19J Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các electron quang điện và cho chúng bay vào một từ trường đều theo theo hướng vuông góc với phương của đường cảm ứng từ Biết bán kính cực đại của quỹ đạo electron là 22,75 mm Tìm độ lớn cảm ứng từ B của từ trường Bỏ qua tương tác giữa các electron A 10-3 (T)

B 2.10-4 (T)

C 2.10-3 (T)

D 10-4 (T)

Câu 5: Khi chiếu một bức xạ vào bề mặt catốt của một tế bào quang điện Dùng màn chắn tách ra một chùm

hẹp các electron quang điện có vận tốc cực đại và hướng nó vào một từ trường đều cảm ứng từ 10-4

T vuông góc với phơng vận tốc ban đầu của electron Tính chu kì của electron trong từ trường

A 3,57.10-7 s

B 2s

C 0,26s

D 0,36s

Câu 6: Khi chiếu một bức xạ có bước sóng 0,56 (m) vào bề mặt catốt của một tế bào quang điện có công thoát 1,9 (eV) Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các electron quang điện và hướng nó vào một từ trường

đều cảm ứng từ B = 6,1.10-4(T) vuông góc với phương vận tốc ban đầu của electron Xác định bán kính cực đại của quỹ đạo electron đi trong từ trường

A 6cm

B 5cm

C 3,12cm

D 10cm

Câu 7: Khi chiếu một bức xạ có bớc sóng 400(nm) vào bề mặt catốt của một tế bào quang điện có công thoát 2

(eV) Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các electron quang điện có vận tốc lớn nhất rồi cho bay từ A đến B trong một điện tr ờng mà hiệu điện thế UAB = -5(V) Tính vận tốc của electron tại điểm B

A 1,245.106(m/s)

B 1,236.106 (m/s)

C 1,465.106 (m/s)

D 2,125.106 (m/s)

Câu 8: Khi chiếu một bức xạ có bước sóng 400 (nm) vào bề mặt catốt của một tế bào quang điện có công thoát

1,8 (eV) Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các electron quang điện có vận tốc lớn nhất rồi cho bay từ A đến B trong một điện trường mà hiệu điện thế UAB = -20 (V) Tính vận tốc của electron tại điểm B

A 1,245.106 (m/s)

B 1,236.106 (m/s)

C 2,67.106 (m/s)

D 2,737.106 (m/s)

Câu 9: Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các electron quang điện có vận tốc 106 (m/s) cho bay dọc theo

đường sức trong một điện trường đều có cường độ 9,1 (V/m) sao cho hướng của vận tốc ngợc hướng với điện trường Tính quãng đường đi được sau thời gian 1000ns

A 1,6 (m)

B 1,8 (m)

C 2m

D 2,5m

Câu 10: Chiếu một chùm bức xạ điện từ có bước sóng 0,4μm vào một bản A (công thoát electron là 1,4 eV) của

một tụ điện phẳng Hiệu điện thế hãm nhỏ nhất hai bản tụ phải bằng bao nhiêu để electron thoát ra trên bản

A bay trong khoảng chân không giữa hai bản tụ và dừng ngay trên bản B

A U AB = -1,7 (V)

B U AB = 1,7 (V)

C U AB = -2,7 (V)

D U AB = 2,7 (V)

Câu 11: Chiếu một bức xạ đơn sắc thích hợp vào catốt của tế bào quang điện Tách một chùm hẹp các electron

quang điện có vận tốc 106

(m/s) và cho đi vào điện trường đều của một tụ điện phẳng tại điểm O cách đều hai bản tụ và phương song song với hai bản tụ Biết hiệu điện thế giữa hai bản tụ 0,455 (V), khoảng cách giữa hai bản tụ 2cm, chiều dài của tụ 5cm Tính thời gian electron chuyển động trong tụ

A 100 (ns)

B 50 (ns) C 25 (ns) D 20 (ns) Câu 12: Hai bản kim loại phẳng có độ dài 30 cm đặt nằm ngang, song song cách nhau một khoảng 16cm Giữa hai bản tụ có một hiệu điện thế 4,55(V) Hướng một chùm hẹp các electron quang điện có vận tốc 106 (m/s) theo phơng ngang đi vào giữa hai bản tại điểm O cách đều hai bản Tính thời gian electron chuyển động trong tụ A 100 (ns)

B 50 (ns)

C 25 (ns)

D 300 (ns)

Câu 13: Hai bản kim loại phẳng có độ dài 30 cm đặt nằm ngang, song song cách nhau một khoảng 16cm Giữa hai bản tụ có một hiệu điện thế 4,55(V) Hướng một chùm hẹp các electron quang điện có vận tốc 106 (m/s) theo phương ngang đi vào giữa hai bản tại điểm O cách đều hai bản Xác định độ lớn vận tốc electron khi nó vừa ra khỏi hai bản A 1,2.106 (m/s)

B 1,6.106 (m/s)

C 1,8.106 (m/s)

D 2,5.106 (m/s)

Câu 14: Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các electron quang điện có vận tốc cực đại 106(m/s) và hướng vào không gian giữa hai bản của một tụ điện phẳng tại điểm O theo phương hợp với véctơ cường độ điện trường một góc 750

(xem hình) Biết khoảng cách giữa hai bản tụ là d = 10 (cm), hiệu điện thế giữa hai bản tụ là 2,2 (V), electron bay ra khỏi tụ điện theo phương song song với hai bản Xác định chiều dài của mỗi bản tụ

A 6,4 cm

B 6,5 cm

C 5,4 cm

D 4,4 cm

Câu 15: Hai bản cực A, B của một tụ điện phẳng làm bằng kim loại Khoảng cách giữa hai bản là 4cm Chiếu

vào tâm O của bản A một bức xạ đơn sắc có bớc sóng (xem hình) thì vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện là 0,76.106

(m/s) Đặt giữa hai bản A và B một hiệu điện thế U AB = 4,55 (V) Các electron quang điện có thể tới cách bản B một đoạn gần nhất là bao nhiêu?

A 6,4 cm

B 2,5 cm

C 5,4 cm

D 2,6 cm

Câu 16: Chiếu bức xạ thích hợp vào tâm của catốt của một tế bào quang điện thì vận tốc ban đầu cực đại của

các electron quang điện là 7.105 m/s Đặt hiệu điện thế giữa anốt và catốt là UAK = 1(V) Coi anốt và catốt là các bản phẳng song song và cách nhau một khoảng d = 1(cm) Tìm bán kính lớn nhất của miền trên anốt có electron quang điện đập vào

A 6,4 cm

B 2,5 cm

C 2,4 cm

D 2,3 cm

Câu 17: Khi rọi vào catốt phẳng của một tế bào quang điện bức xạ điện từ có bớc sóng 0,33 (m) thì có thể làm

dòng quang điện triệt tiêu bằng cách nối anốt và catốt của tế bào quang điện với hiệu điện thế U AK = -0,3125 (V) Anốt của tế bào đó cũng có dạng phẳng song song với catốt, đặt đối diện và cách catốt một khoảng 1cm Hỏi khi rọi chùm bức xạ rất hẹp trên vào tâm của catốt và đặt một hiệu điện thế U AK = 4,55 (V), thì bán kính lớn nhất của vùng trên bề mặt anốt mà các electron tới đập vào bằng bao nhiêu?

A 6,4 mm

B 2,3 mm

C 2,4 mm

D 5,2 mm

Câu 18: Một điện cực phẳng bằng kim loại có giới hạn quang điện λ0 = 0,332μm, được rọi bởi bức xạ λ = 0,083μm Vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện là v0max Giả sử khi rời khỏi tấm kim loại, các electron gặp ngay một điện trường cản Electron có thể rời xa tấm kim loại một khoảng ℓ=1,5cm Hãy mô tả điện trường cản nói trên?

A Chiều đường sức điện trường hướng vào gần bản kim loại, có độ ℓớn E=15V/cm

B Chiều đường sức điện trường hướng ra xa bản kim loại, có độ ℓớn E=750V/cm

C Chiều đường sức điện trường hướng vào gần bản kim loại, có độ ℓớn E=750V/m

D Chiều đường sức điện trường hướng ra xa bản kim loại, có độ ℓớn E=7,5V/cm

Câu 19: Chiếu một bức xạ có bước sóng λ = 0,48 μm lên một tấm kim loại có công thoát A = 2,4.10-19J dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp các êlectron quang điện và hướng chúng bay theo chiều véc tơ cường độ điện trường có E = 1000V/m Quãng đường tối đa mà êlectron chuyển động được theo chiều véc tơ cường độ điện trường xấp xỉ là

A 0,83cm

B 0,37cm

C 1,3 cm

D 0,11cm

Câu 20: Trong thí nghiệm về quang điện, để làm triệt tiêu dòng quang điện cần dùng một hiệu điện thế hãm có

giá trị nhỏ nhất là 3,2 V Người ta tách ra một chùm hẹp các electrôn quang điện và cho nó đi vào một từ trường đều, theo phương vuông góc với các đường cảm ứng từ Biết rằng từ trường có cảm ứng từ là B=3.10-5

(T) Bán kính quỹ đạo lớn nhất của các electron là :

A 2cm

B 20 cm

C 10 cm

D 1,5 cm

Câu 21: Chiếu một bức xạ điện từ có bước sóng 0,546 μm lên mặt kim loại dùng catốt của một tế bào quang

điện, thu được dòng bão hòa có cường độ I0 = 2 mA Công suất của bức xạ điện từ là 1,515 W Giả sử các electron đó được tách ra bằng màn chắn để lấy một chùm hẹp hướng vào một từ trường đều có cảm ứng từ B =

10-4 T, sao cho B vuông góc với phương ban đầu của vận tốc electron Biết quỹ đạo của các electron có bán kính cực đại là R = 23,32 mm thì vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện

A 1,25.105m/s

B 2,36.105 m/s

C 3,5.105 m/s

D 4,1.105 m/s

Câu 22: Chiếu bức xạ đơn sắc bước sóng λ = 0,533 μm vào một tấm kim loại có công thốt electron A = 3.10–19

J Dùng màn chắn tách ra một chùm hẹp electron quang điện và cho chúng bay vào một miền từ trường đều có cảm ứng từ B Hướng chuyển động của electron quang điện vuông góc với B Biết bán kính cực đại của quỹ đạo các electron là R = 22,75 mm Tìm độ lớn cảm ứng từ B của từ trường

A B = 2.10-4 T

B B = 10-4 T

C B = 1,2.10-4 T

D B = 0,92.10-4 T

Câu 23: Catốt của một tế bào quang điện được phủ một lớp xêsi (Cs) có công thoát của electron là A = 1,9

(eV) Catốt được chiếu sáng bởi một chùm sáng đơn sắc có bước sóng λ = 0,56 (μm).Dùng màn chắn tách một tia hẹp các electron quang điện và hướng nó vào một từ trường đều có độ lớn cảm ứng từ B = 6,1.10-5

(T) và B vuông góc với vận tốc ban đầu của electron Xác định bán kính cực đại cuả quỹ đạo electron trong từ trường

A 3,11cm

B 3,11m

C 3,11dm

D 3,11mm

Câu 24: Chiếu ánh sáng có bước sóng λ = 0,5 (μm) lên catốt của tế bào quang điện Biết công thoát của kim

loại là A = 1,89 (eV) Dùng màn chắn tách một tia hẹp các electron quang điện và hướng nó vào một từ trường đều có cảm ứng từ B và vuông góc với vận tốc ban đầu của electron Bán kính cực đại cuả quỹ đạo electron trong từ trường là 2 (cm) Tính cảm ứng từ B của từ trường

A 1,199.10-4T

B 1,299.10–4 T

C 1,199.10-3T

D 1,299.10-3T

Câu 25: Một điện cực phẳng bằng nhôm được rọi bằng bức xạ tử ngoại có bước sóng λ = 83 (nm) Electron

quang điện có thể rời xa bề mặt điện cực một đoạn tối đa bằng bao nhiêu nếu điện trường đều cản lại chuyển động của e có độ lớn E = 7,5 (V/cm)? Cho giới hạn quang điện của nhôm là 332 (nm)

A 2,5cm

B 3 cm

C 1,5 cm

D 1 cm

Câu 26: Một điện cực phẳng bằng nhôm được rọi bằng bức xạ có bước sóng λ Bên ngoài điện cực có điện

trường cản E = 10 V/cm thì quang electron có thể rời xa bề mặt điện cực một đoạn tối đa bằng 2 cm Tìm giá trị của bước sóng λ biết giới hạn quang điện của nhôm là 332 nm

A 0,05 μm

B 0,5 μm

C 0,38 μm

D 0,038 μm

Câu 27: Xác định bước sóng của ánh sáng đơn sắc chiếu vào bề mặt kim loại khi cho electron quang điện có

vận tốc lớn nhất vào trong vùng không gian có cả điện trường đều và từ trường đều có véc tơ cảm ứng từ B và véc tơ cường độ điện trường E vuông góc với nhau thì thấy electron không bị lệch hướng Cho E = 106

V/m và

B = 0,2 T, công thoát A = 3 eV và véc tơ vận tốc của electron vuông góc với B

A 0,030 μm

B 0,0168 μm

C 0,0172 μm

D 0,020 μm

Câu 28: Kim loại làm catôt của một tế bào quang điện có công thoát là 1,8 eV Chiếu vào catôt một ánh sáng có

bước sóng 600 (nm) Tách từ chùm electron bắn ra một electron có vận tốc lớn nhất rồi cho bay từ A đến B trong một điện trường mà hiệu điện thế UAB = –20 (V) Tìm vận tốc của electron tại điểm B

A 2,67.106 m/s

B 2,67.105m/s

C 2,67.106km/h

D 2,67.105km/h

ĐÁP ÁN & LỜI GIẢI CHI TIẾT

Câu 1: D

độ lớn vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện là:

|e|voB = mvo2/R

=> vo = |e|B.R /m = |1,6 10-19|10-4.23,32.10-3/(9,1.10-31)=4,1.105 m/s

Câu 2: B

bán kính quỹ đạo các electron đi trong từ trường là:

|e|voB = mvo2/R

=> R = m vo2 / ( |e|B )= 7,31.105.9,1.10-31)/ (1,6 10-19.9,1.10-5)=0,045m=4,5cm

Câu 3: A

Câu 4: D

Câu 5: A

Câu 6: C

Câu 7: C

Câu 8: D

Câu 9: B

Hạt chuyển động nhanh dần đều với gia tốc:

a =F/m = |e|E/m = | 1,6 10-19|.9,1 / (9,1.10-31) = 1,6.1012 m/s

=> quãng đường đi được sau thời gian 1000ns là:

S = vot + at2/2 = 106.1000.10-9 + (1,6.1012 (1000.10-9)2)/2 = 1,8m

Câu 10: A

Câu 11: B

Phương trình chuyển động củ electron trong điện trường là:

x = vot ; y = at2/2

=> Phương trình quỹ đạo là: y = ax2

/ 2vo2 Hat đi ra được khỏi tụ điện tại điểm D nên ta có:

x = vot = 1 ; y = at2/2

=>t = l/vo = 0,05/ 106 = 50 ns

Câu 12: D

Phương trình chuyển động của electron trong điện trường là:

x = vot ; y = at2/2

=> Phương trình quỹ đạo là: y = ax2

/ 2vo2 Hat đi ra được khỏi tụ điện tại điểm D nên ta có:

x = vot ; y = at2/2

=>t = l/vo = 0,3/ 106 = 300 ns

Câu 13: C

Câu 14: B

Câu 15: D

Ta có:

a = F/m = |e|U/md = 2.1013 m/s2

=> hmax = vo2/2a = (0,76.106)2 / (2.2.1013)=1,4.10-2 m

=>Các electron quang điện có thể tới cách bản B một đoạn gần nhất là:

s = d - hmax = 2,6cm

Câu 16: C

Câu 17: D

Câu 18: C

Vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện là

mvomax2 = hc//λ - hc//λ0

= (6,625.10-34 3.108) / (0,083.10-6) - (6,625.10-34 3.108) / (0,332.10-6)

= 1,7959.10-18 J

=> 0 - mvomax2 /2 = eU = eEl => E = -748,3 V/m

Câu 19: D

Câu 20: B

Câu 21: D

độ lớn vận tốc ban đầu cực đại của các electron quang điện là:

|e|voB = mvo2/R

=> vo = |e|B.R /m = |1,6 10-19|10-4.23,32.10-3/(9,1.10-31)=4,1.105 m/s

Câu 22: B

Câu 23: D

Câu 24: B

Câu 25: C

Câu 26: A

Câu 27: B

Câu 28: A