Câu hỏi
__ 10: Giữa hai mặt phẳng song song vô hạn mang điện đều mật độ bằng nhau nhưng trái dấu, cách nhau choảng d=1cm đặt nằm ngang, có một hạt mang điện khối lượng m=4cdot 10^-14kg Khi không có điện g, do sức cản của không khí, hạt rơi với vận tốc không đồi V_(1) . Khi giữa hai mặt phẳng này có hiệu điện I=600V thì hạt rơi chậm đi với vận tốc v_(2)=v_(1)/4 Tìm điện tích của hạt. số: __
Xác minh chuyên gia
Giải pháp
4.3(361 phiếu bầu)
Thanh Tâmthầy · Hướng dẫn 5 năm
Trả lời
Để giải bài toán này, chúng ta dụng các công thức liên quan đến điện trường và lực điện. Dưới đây là các bước giải:<br /><br />1. **Xác định lực điện tác dụng lên hạt:**<br /><br /> Khi có hiệu điện thế \( I = 600V \) giữa hai mặt phẳng, lực điện tác dụng lên hạt mang điện tích \( q \) là:<br /> \[<br /> F = qE<br /> \]<br /> Trong đó \( E \) là cường độ điện trường giữa hai mặt phẳng. Cường độ điện trường \( E \) có thể tính bằng:<br /> \[<br /> E = \frac{U}{d} = \frac{600}{0.01} = 60000 \, \text{V/m}<br /> \]<br /><br />2. **Tính lực điện:**<br /> \[<br /> F = q \cdot 60000<br /> \]<br /><br />3. **Sử dụng định luật II Newton để tìm gia tốc của hạt:**<br /><br /> Lực điện \( F \) gây ra gia tốc \( a \) cho hạt:<br /> \[<br /> F = ma<br /> \]<br /> \[<br /> a = \frac{F}{m} = \frac{q \cdot 60000}{4 \cdot 10^{-14}}<br /> \]<br /><br />4. **Liên hệ giữa gia tốc và vận tốc:**<br /><br /> Vận tốc ban đầu của hạt khi không có điện là \( v_1 \). Khi có hiệu điện thế, vận tốc giảm xuống còn \( v_2 = \frac{v_1}{4} \). Gia tốc \( a \) cũng có thể biểu diễn qua vận tốc:<br /> \[<br /> a = \frac{v_2 - v_1}{t}<br /> \]<br /> Giả sử thời gian \( t \) không đổi, ta có:<br /> \[<br /> a = \frac{v_1}{4t}<br /> \]<br /><br />5. **Kết hợp các phương trình:**<br /><br /> Từ (3) và (4), ta có:<br /> \[<br /> \frac{q \cdot 60000}{4 \cdot 10^{-14}} = \frac{v_1}{4t}<br /> \]<br /> Giải phương trình này để tìm \( q \):<br /> \[<br /> q = \frac{4 \cdot 10^{-14} \cdot v_1}{60000 \cdot 4t} = \frac{10^{-14} \cdot v_1}{15000t}<br /> \]<br /><br />6. **Tìm điện tích \( q \):**<br /><br /> Để tìm \( q \), cần biết thêm thông tin về vận tốc \( v_1 \) và thời gian \( t \). Tuy nhiên, nếu giả sử \( v_1 \) và \( t \) là các hằng số, ta có thể kết luận rằng điện tích \( q \) tỉ lệ thuận với \( v_1 \) và nghịch với \( t \).<br /><br />Vì vậy, điện tích của hạt phụ thuộc vào điều kiện ban đầu của vận tốc và thời gian. Nếu có thêm thông tin về \( v_1 \) và \( t \), ta có thể tính toán cụ thể hơn.