Một tụ điện có hai bản nằm ngang cách nhau 5cm, chiểu dài các bản là 15cm, hiệu điện thế giữa hai bản là 30V. Một êlectron bay và điện trường của tụ điện từ điểm O cách đầu hai bản với vận tốc ban đầu là v0 song song với các bản tụ điện. Coi điện trường giữa hai bản tụ là điện trường đều. Để êlectron có thể ra khỏi tụ điện thì giá trị nhỏ nhất của v0 là?
1 câu trả lời
Đáp án:
${v_{\min }} = {6,9.10^6}m/s$
Giải thích các bước giải:
Để electron có thể ra khỏi tụ thì trên phương vuông góc với 2 bản thì electron không được chạm vào các bản trong quá trình chuyển động.
Gọi phương song song với bản là Ox. Trục vuông góc là Oy.
Ta có:
$\begin{array}{l}
Ox:{v_o}.t = l \Rightarrow t = \dfrac{l}{{{v_o}}}\\
Oy:ma = F = qE = q.\dfrac{U}{d} \Rightarrow a = \dfrac{{e.U}}{{m.d}}\\
y = \dfrac{1}{2}a{t^2} = \dfrac{1}{2}.\dfrac{{e.U}}{{m.d}}.\dfrac{{{l^2}}}{{{v_o}^2}} \le \dfrac{d}{2}\\
\Rightarrow {v_o}^2 \ge \dfrac{{e.U.{l^2}}}{{m.{d^2}}}\\
\Leftrightarrow {v_o} \ge \sqrt {\dfrac{{e.U.{l^2}}}{{m.{d^2}}}} \\
\Leftrightarrow {v_o} \ge {6,9.10^6}m/s
\end{array}$