2.4.3.1. Bài tập có hướng dẫn
Bài 3.1 : Bài tập về công của lực điện trường
Hai tấm kim loại phẳng tích điện trái dấu tạo ra điện trường đều. Hiệu điện thế là U = 9,1 V khoảng cách giữa hai tấm là d. Một điện tử chuyển động với vận tốc v0 từ bản dương, dọc theo đường sức đến bản âm. Tính công của điện trường cung cấp cho điện tử trong quá trình chuyển động? Hướng dẫn hoạt động giải bài tập 3.1:
Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh 1. Hướng dẫn học sinh tìm hiểu đề bài
Đọc đề bài: Chỉ ra điều kiện và yêu cầu của bài toán
Căn cứ vào những dấu hiệu đó các em hãy cho biết chúng liên quan đến đại lượng vật lí nào và chịu sự chi phối của những định luật nào?
2. Xây dựng lập luận
Khi electron chuyển động trong điện trường nó chịu tác dụng của lực điện trường với một công. Đã biết hiệu điện thế giữa hai bản và khoảng cách hai bản ta chỉ cần áp dụng công thức tính công
1. Tìm hiểu đề bài
Cho điện trường đều từ hai bản kim loại, biết hiệu điện thế giữa hai bản kim loại, khoảng cách giữa hai bản, điện tích di chuyển là electron mang điện tích âm, di chuyển dọc theo đường sức, có vận tốc ban đầu v0.
Tìm công của lực điện trường?
2. Xây dựng lập luận
53 của lực điện trường A=qEd = qU
Hoặc nếu bài toán cho giá trị cụ thể v0 và vận tốc của electron khi đập vào bản âm, ta cũng có thể tìm được công của lực điện trường thông qua định lí biến thiên động năng.
3. Luận giải
Viết công thức tính công của lực điện trường?
4. Kết luận - Viết kết quả
- Hoàn thành lập luận 3. Luận giải
Công của lực điện trường có thể tính theo một trong hai cách Cách 1: A12 qU12 18 A eU A 1, 456.10 J Cách 2: Định lí động năng 2 2 1 0 mv mv A 2 2 4. Kết luận
Công của lực điện trường là:
18
A 1, 456.10 J
2.4.3.2. Bài tập có lời giải
Bài 3.2:
Hai tấm kim loại rộng vô hạn tích điện đều trái dấu đặt song song, cách nhau một đoạn d = 2cm. Trong khoảng không gian giữa chúng có điện trường đều và hiệu điện thế giữa hai bản lag U = 4,55 V
Từ tâm O1 của bản âm, vô số điện tử bắn ra theo mọi phương với động năng ban đầu là 9,2 eV. Tìm diện tích trên bản dương mà các điện tử bay vào
54 Bài giải 3.2:
1. Điện tử rơi vào mặt tâm O2 trên bản dương có bán kính là cực đại của tầm xa các điện tử.
Điện tử có tầm xa lớn nhất là điện tử bắn theo phương ngang.
max 0 2d R S v a , 0 2W v m , e U a md => R 2d 2 4 2.10 m2 2.4.3.3. Bài tập tự giải
Bài 3.3: ( Cho hình bài toán như bài 3.2)
Hai tấm kim loại rộng vô hạn tích điện đều trái dấu đặt song song, cách nhau một đoạn d = 2cm. Trong khoảng không gian giữa chúng có điện trường đều và hiệu điện thế giữa hai bản lag U = 4,55 V
Từ tâm O2 của bản dương, người ta kích thích cho vô số điện tử bắn ra theo mọi phương với động năng ban đầu là 2,75 eV.
a. Khi bay về bản dương điện tử nào đến được gần bản âm nhất? b. Các điện tử rơi vào bản dương trên một diện tích nào?
Đáp số:
a. Các điện tử có quỹ đạo của chuyển động ném xiên trong cơ học, trong đó gia tốc a thay cho g ( g bỏ qua, do quá nhỏ so với a). Điện tử đến gần bản âm nhất là điện tử bắn theo phương vuông góc.
b. Thời gian chuyển động của các điện tử là
2 0 max v R 0,02m a O2 --- O1 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++ U,d
55