Câu hỏi:
2 năm trước
Hạt bụi khối lượng m = 0,02g mang điện tích q = 5.10-5C đặt sát bản dương của một tụ phẳng không khí. Hai bản tụ có khoảng cách d = 5cm và hiệu điện thế U = 500V. Sau bao lâu hạt bụi chuyển động đến bản tụ âm và vận tốc của nó khi đó. Bỏ qua tác dụng của trọng lực.
Trả lời bởi giáo viên
Đáp án đúng: a
Chọn gốc tọa độ O tại vị trí hạt bụi bắt đầu chuyển động, gốc thời gian là lúc hạt bụi bắt đầu chuyển động. Chiều dương Ox như hình vẽ.
Lực điện trường tác dụng lên hạt bụi là:
\(\overrightarrow F = q\overrightarrow E = m\overrightarrow a \)
Chiếu lên chiều dương Ox ta được:
\(F = qE = ma \Rightarrow a = \dfrac{{qE}}{m} = \dfrac{{qU}}{{m{\rm{d}}}}\)
Phương trình chuyển động của hạt bụi có dạng:
\(x = {x_0} + {v_0}t + \frac{1}{2}a{t^2} \Rightarrow x = \frac{1}{2}a{t^2}\)
\( \Rightarrow x = \dfrac{1}{2}\left( {\dfrac{{qU}}{{m{\rm{d}}}}} \right){t^2} = \dfrac{1}{2}\left( {\dfrac{{{{5.10}^{ - 5}}.500}}{{0,{{02.10}^{ - 3}}.0,05}}} \right){t^2} = 1,{25.10^4}{t^2}\)
Khi hạt bụi đến bản âm, tức là:
\(\begin{array}{l}x = d = {5.10^{ - 2}} \Leftrightarrow 1,{25.10^4}{t^2} = {5.10^{ - 2}}\\ \Rightarrow t = {2.10^{ - 3}}s\end{array}\)
Vận tốc tại bản âm:
\({v^2} - v_0^2 = 2{\rm{a}}.d \Rightarrow v = \sqrt {2{\rm{ad}}} = 50m/s\)
Vậy t = 2.10-3 s và v = 50 m/s.
