Câu hỏi:
2 năm trước
Hiệu điện thế giữa hai bản tụ điện phẳng bằng \(U = 220{\rm{ }}V\). Một hạt bụi nằm cân bằng giữa hai bản tụ điện và cách bản dưới của tụ điện \({d_1} = 2cm\). Hỏi trong bao nhiêu lâu hạt bụi sẽ rơi xuống mặt bản tụ, nếu hiệu điện thế giữa hai bản giảm đi một lượng \(\Delta U = 50{\rm{ }}V\).
Trả lời bởi giáo viên
Đáp án đúng: b
Hạt bụi nằm cân bằng chịu tác dụng của trọng lực P và lực điện F: \(P = F\)
- Trước khi giảm U: \(P = mg.q.E = q.\dfrac{U}{d} \to m = \dfrac{{qU}}{{dg}}\)
- Sau khi giảm U: \({F_1} = \dfrac{{q\left( {U - \Delta U} \right)}}{d}\)
Hiệu lực \(F - {F_1}\) gây ra gia tốc cho hạt bụi:
\(F - {F_1} = \dfrac{{q.\Delta U}}{d} = m.a\)
\( \Rightarrow a = \dfrac{{\Delta U.g}}{U}\)
Ta có: \({d_1} = \dfrac{{a{t^2}}}{2} \to t = \sqrt {\dfrac{{2{d_1}}}{a}} = \sqrt {\dfrac{{2{d_1}U}}{{\Delta U.g}}} = \sqrt {\dfrac{{2.0,02.220}}{{50.10}}} = 0,133s\)
Hướng dẫn giải:
+ Vận dụng điều kiện cân bằng của vật: Tổng tất cả các lực tác dụng lên vật bằng 0
+ Vận dụng biểu thức xác định lực điện: \(F = \dfrac{{qU}}{d}\)
+ Vận dụng biểu thức định luật II - Newton: \(F = ma\)
+ Sử dụng phương trình chuyển động: \(y = \dfrac{1}{2}a{t^2}\)
