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 điệ

 Bài 13.7 (VD): 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=1 000 V. Nếu hiệu điện điện thể 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.

Hình 13.5.


Khi U = 1 000 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:

$F_{đ}=P$ 

=> $\left | q \right |E=mg$ 

=> $\left | q \right |=\frac{mg}{E}$=$\frac{mgd}{U}$ 

=$\frac{(2.10^{-9}).9,8.(5.10^{2})}{1000}=9,8.10^{-13}$ C

Khi hiệu điện thế giảm đến U’=850 V, vì lực điện giảm so với ban đầu nên hạt sẽ rơi xuống bản âm với gia tốc:

a=$\frac{P-F_{đ}^{'}}{m}=\frac{mg-\left | q \right |\frac{U'}{d}}{m}$=$\frac{(2.10^{-9}).9,8-9,8.10^{-13}.\frac{850}{5.10^{-2}}}{2.10^{-9}}$= 1,47 m/$s^{2}$

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

t=$\sqrt{\frac{2s}{a}}$ = $\sqrt{\frac{2(2,5.10^{-2})}{1,47}}$ = $\frac{\sqrt{15}}{21}$=0,18 s


Giải những bài tập khác

Bình luận

Giải bài tập những môn khác