Chuyên đề Giải bài tập Electron quang điện chuyển động trong điện từ trường môn Vật Lý 12

Người ta tách ra một chùm hẹp các electrôn quang điện có vận tốc ban đầu cực đại hướng vào một không gian có cả điện trường đều E và từ trường đều B.. Ba véc tơ v, E, B vuông góc với n[r]

CHUYÊN ĐỀ GIẢI BÀI TẬP

ELECTRON QUANG ĐIỆN CHUYỂN ĐỘNG TRONG ĐIỆN TỪ TRƯỜNG

1 PHƯƠNG PHÁP GIẢI

- Bài tốn 1: Xác định bán kính quỹ đạo electron từ trường:

2

ht v

F q v B m F

R m v R

q B

= = =

 =

- Bài toán 2: Xác định điện tích cầu kim loại đặt khơng khí bị chiếu sáng để tượng quang điện xảy ra:

h U R q

k =

- Bài toán 3: Xác định bán kính cực đại vùng e quang điện đến anot: + Ta có:

0

2

;

2

R v t

qE qU a

at

m md d

qUt md

d t

md qU

= 

 = =

 = 

+ Ta lại có:

2

2

2

2

2

h h o

h h

q U mv

q U v

m

md q U U

R d

q U m U

=  =

 = =

2 VÍ DỤ MINH HỌA

Ví dụ 1: Catốt tế bào quang điện chân khơng kim loại phẳng có giới hạn quang điện λo = 0,6 μm Chiếu vào catốt ánh sáng có bước sóng λ = 0,5 μm Anốt lim

loại phẳng cách catốt 1cm Giữa chúng có hiệu điện 10V Tìm bán kính lớn bề mặt anốt có quang electron đập tới

A R = 4,06 mm B R = 4,06 cm C R = 8,1 mm D R = 6,2 cm

Giải

Áp dụng công thức:

0

1

2 h ; h

U hc

R d U

U e  

 

= =  − 

 

Ví dụ 2: Chiếu xạ có bước sóng λ = 0,6 μm vào catot tế bào quang điện có cơng A = 1,8 eV Dùng chắn tách chùm hẹp electron quang điện cho chúng bay vào điện trường hướng từ A đến B cho UAB = - 10 V Vận tốc nhỏ lớn

của electron tới B A 18,75.105 m/s 19,00.105 m/s

B 16,75.105 m/s 19,00.105 m/s

C 16,75.105 m/s 18,75.105 m/s

D 18,75.105 m/s 18,87.105 m/s

Giải

Khi electron electron bứt mà chúng bay vào điện trường hướng từ A đến B cho : UAB = VA – VB = - 10 V → VA < VB

Khi electron có vận tốc lớn ứng với bứt khỏi kim loại cực đại có vận tốc nhỏ bứt với vận tốc ban đầu không

- Electron cực đại:

2

5

1

2

( ) 19.10 /

hc

mv qU A

hc

v qU A m s

m

 

= + −

 = + − =

- Electron cực tiểu là:

5

W

2

18, 75.10 / d qU

qU

v m s

m − =

 = =

3 BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

Câu 1: Chiếu xạ có bước sóng λ = 0.6μm vào catot tế bào quang điện có cơng

A = 1.8eV Dùng chắn tách chùm hẹp electron quang điện cho chúng bay vào điện trường từ A đến B cho UAB = -10V Vận tốc nhỏ lớn electron

khi tới B là:

A 18,75.105 m/s 18,87.105 m/s

B 18,87.105 m/s 18,75.105 m/s

C 16,75.105 m/s 18.87.105 m/s

D 18,75.105 m/s 19,00.105 m/s

Câu 2: Chiếu xạ có tần số f1 vào cầu kim loại đặt lập xãy tượng quang

điện với điện cực đại cầu V1 động ban đầu cực đại e quang điện

đúng nửa công kim loại Chiếu tiếp xạ có tần số f2 = f1 + f vào cầu

đó điện cực đại cầu 5V1 Hỏi chiếu riêng xạ có tần số f vào cầu

(đang trung hòa điện) điện cực đại cầu là:

A 2V1 B 2,5V1 C 4V1 D 3V1

Câu 3: Chiếu lên bề mặt kim loại có cơng electrơn A = 2,1 eV chùm ánh sáng

đơn sắc có bước sóng λ = 0,485μm Người ta tách chùm hẹp electrơn quang điện có vận tốc ban đầu cực đại hướng vào khơng gian có điện trường E từ trường B Ba véc tơ v, E, B vng góc với đơi Cho B = 5.10-4 T Để electrôn

vẫn tiếp tục chuyển động thẳng cường độ điện trường E có giá trị sau ? A 201,4 V/m

D 402,8 V/m

Câu 4: Một tụ điện phẳng gồm hai A K rộng song song với Cho cơng

kim loại dùng làm tụ 2,1 eV Chiếu chùm sáng kích thích hẹp có bước sóng 0,4 μm (trong chân không) tới điểm nằm mặt bên K tụ điện Biết hiệu điện UAK = 50 V Khoảng cách hai tụ cm Bán kính khu vực mà êletron

quang điện bắn phá A tụ A 1,42 cm

B 2,84 cm C 4,21 cm D 8,42 cm

Câu 5: Một tụ điện phẳng gồm hai A K rộng song song với Cơng kim

loại dùng làm tụ 1,5 eV Chiếu chùm sáng kích thích hẹp có bước sóng 0,5 μm (trong chân không) tới điểm nằm mặt bên A tụ điện Để khơng có electron quang điện tới K tụ điện UAK phải thỏa mãn điều kiện

A UAK < –0,984 V

B UAK > 0,984 V

C UAK > 1,05 V

D UAK < –1,05 V

Câu 6: Phía trước kim loại phẳng, rộng, trung hịa điện, có giới hạn quang điện

bằng 0,35 μm, có từ trường có đường sức song song với bề mặt kim loại có độ lớn cảm ứng từ 0,5 T Chiếu sáng kim loại xạ có bước sóng 0,15 μm (trong chân khơng) Các electron quang điện rời xa kim loại khoảng lớn A 29,35 μm

Website HOC247 cung cấp môi trường học trực tuyến sinh động, nhiều tiện ích thơng minh, nội dung giảng biên soạn công phu giảng dạy giáo viên nhiều năm kinh nghiệm, giỏi

về kiến thức chuyên môn lẫn kỹ sư phạm đến từ trường Đại học trường chuyên danh

tiếng

I. Luyện Thi Online

- Luyên thi ĐH, THPT QG: Đội ngũ GV Giỏi, Kinh nghiệm từ Trường ĐH THPT danh tiếng

xây dựng khóa luyện thi THPTQG các mơn: Tốn, Ngữ Văn, Tiếng Anh, Vật Lý, Hóa Học Sinh Học

- Luyện thi vào lớp 10 chun Tốn: Ơn thi HSG lớp 9 luyện thi vào lớp 10 chuyên Toán

trường PTNK, Chuyên HCM (LHP-TĐN-NTH-GĐ), Chuyên Phan Bội Châu Nghệ An trường Chuyên khác TS.Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Trịnh Thanh Đèo Thầy Nguyễn Đức Tấn

II. Khoá Học Nâng Cao HSG

- Toán Nâng Cao THCS: Cung cấp chương trình Tốn Nâng Cao, Tốn Chun dành cho em HS

THCS lớp 6, 7, 8, yêu thích mơn Tốn phát triển tư duy, nâng cao thành tích học tập trường đạt điểm tốt kỳ thi HSG

- Bồi dưỡng HSG Toán: Bồi dưỡng phân mơn Đại Số, Số Học, Giải Tích, Hình Học và Tổ Hợp

dành cho học sinh khối lớp 10, 11, 12 Đội ngũ Giảng Viên giàu kinh nghiệm: TS Lê Bá Khánh Trình, TS Trần Nam Dũng, TS Phạm Sỹ Nam, TS Lưu Bá Thắng, Thầy Lê Phúc Lữ, Thầy Võ Quốc Bá Cẩn đơi HLV đạt thành tích cao HSG Quốc Gia

III. Kênh học tập miễn phí

- HOC247 NET: Website hoc miễn phí học theo chương trình SGK từ lớp đến lớp 12 tất

các môn học với nội dung giảng chi tiết, sửa tập SGK, luyện tập trắc nghiệm mễn phí, kho tư liệu tham khảo phong phú cộng đồng hỏi đáp sôi động

- HOC247 TV: Kênh Youtube cung cấp Video giảng, chuyên đề, ôn tập, sửa tập, sửa đề thi miễn phí từ lớp đến lớp 12 tất mơn Tốn- Lý - Hố, Sinh- Sử - Địa, Ngữ Văn, Tin Học Tiếng Anh

Vững vàng nền tảng, Khai sáng tương lai

Học lúc, nơi, thiết bi – Tiết kiệm 90%

Học Toán Online Chuyên Gia