Trong vùng không gian giữa hai tấm kim loại phẳng, tích điện trái dấu nhau và cách nhau một đoạn

Trang trước Trang sau

Bài 13.7 (VD) trang 51 Sách bài tập Vật Lí 11: Trong vùng không gian giữa hai tấm kim loại phẳng, tích điện trái dấu nhau và cách nhau một đoạn d = 5 cm có một hạt bụi kim loại tích điện âm, khối lượng $m = {2.10}^{- 6} g$ đang lơ lửng tại vị trí cách đều hai tấm kim loại như Hình 13.5. Biết rằng hiệu điện thế giữa hai tấm kim loại khi đó là $U = 1000 V$ . Nếu hiệu điện điện thế đột ngột giảm đến giá trị $U^{'} = 850 V$ , hạt bụi kim loại sẽ chuyển động về tấm nào? Sau bao lâu thì hạt bụi này chạm đến một trong hai tấm kim loại nói trên? Lấy $g = 9, 8 {m/s}^{2}$ .

Lời giải:

Khi $U = 1000 V$ , vì hạt bụi kim loại lơ lửng nên trọng lực cân bằng với lực điện. Khi đó, bản tích điện dương sẽ ở trên và bản tích điện âm sẽ ở dưới. Ta có: $F_{d} = P \Rightarrow |q| E = m g \Rightarrow |q| = \frac{m g}{E} = \frac{m g d}{U} = \frac{(2 \cdot 10^{- 9}) \cdot 9, 8 \cdot (5 \cdot 10^{- 2})}{1000} = 9, 8 \cdot 10^{- 13} C$

Khi hiệu điện thế giảm đến , vì lực điện giảm so với ban đầu nên hạt sẽ rơi xuống bản âm với gia tốc: $a = \frac{P - F_{a}^{'}}{m} = \frac{m g - |q| \frac{U^{'}}{d}}{m} = \frac{(2 \cdot 10^{- 9}) \cdot 9, 8 - 9, 8 \cdot 10^{- 13} \cdot \frac{850}{5 \cdot 10^{- 2}}}{2 \cdot 10^{- 9}} = 1, 47 {m/s}^{2}$

Thời gian hạt bụi kim loại chuyển động đến khi gặp bản âm là:

$t = \sqrt{\frac{2 s}{a}} = \sqrt{\frac{2 \cdot (2, 5 \cdot 10^{- 2})}{1, 47}} = \frac{\sqrt{15}}{21} \approx 0, 18 s$

Lời giải SBT Vật Lí 11 Bài 13: Điện thế và thế năng điện hay khác:

Xem thêm các bài giải sách bài tập Vật Lí lớp 11 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Trang trước Trang sau

Giải bài tập lớp 11 Chân trời sáng tạo khác