Bài tập Vật lí Lớp 11 - Chương 1: Điện tích. Điện trường - Chuyên đề 3: Điện thế. Hiệu điện thế - Dạng 3: Chuyển động của hạt trong điện trường (Có lời giải)

Nội dung text: Bài tập Vật lí Lớp 11 - Chương 1: Điện tích. Điện trường - Chuyên đề 3: Điện thế. Hiệu điện thế - Dạng 3: Chuyển động của hạt trong điện trường (Có lời giải)

1. CHUYÊN ĐỀ 3: ĐIỆN THẾ - HIỆU ĐIỆN THẾ B. CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI DẠNG 3. Chuyển động của hạt trong điện trường 1. Phương pháp - Khi hạt mang điện được thả tự do không vận tốc đầu trong một điện trường đều thì dưới tác dụng của lực điện, hạt mang điện chuyển động theo một đường thẳng song song với đường sức điện. + Nếu điện tích dương q 0 thì hạt mang điện q sẽ chuyển động cùng chiều điện trường. + Nếu điện tích âm q 0 thì hạt mang điện q sẽ chuyển động ngược chiều điện trường. Khi đó chuyển động của hạt mang điện là chuyển động thẳng tiến biến đổi đều với gia tốc là a . Để khảo sát chuyển động của vật, ta sử dụng định luật II Newton và một số kết quả đã học ở chương trình Vật lí 10.   + Định luật II: F ma , với F là hợp các lực tác dụng vào vật có khối lượng m , a là gia tốc mà vật thu được. + Tọa độ của vật trong chuyển động biến đổi đều 1 x x v t at 2 0 0 2 Trong đó: x : tọa độ của vật tại thời điểm t (m). x0 : tọa độ ban đầu của vật so với mốc đã chọn (tại t 0 ) (m). v0 : vận tốc tại thời điểm ban đầu (m/s). a : gia tốc của vật m / s2 . + Vận tốc v v0 at + Mối liên hệ giữa vận tốc, gia tốc và quãng đường vật đi được: 2 2 v v0 2as, s x x0  - Khi electron bay vào điện trường với vận tốc ban đầu v0 vuông góc với các đường sức điện thì e chịu  tác dụng của lực điện không đổi có hướng vuông góc với v0 , chuyển động của e tương tự như chuyển động của một vật bị ném ngang trong trường trọng lực. Quỹ đạo của e là một phần của đường parabol. Định lí biến thiên động năng: độ biến thiên động năng bằng công của ngoại lực tác dụng vào vật: 1 1 A mv2 mv2 2 2 2 1 2. Ví dụ minh họa Ví dụ 1: Khi bay từ điểm M đến điểm N trong điện trường, electron tăng tốc, động năng tăng thêm 19 250eV. (Biết rằng 1eV 1,6.10 J ). Tìm U MN . Trang 1
2. A. 250V .B. 250V .C. 125V .D. 125V . Lời giải Vì electron có khối lượng không đáng kể nên ta có thể bỏ qua trọng lực tác dụng vào electron. Vậy khi electron chuyển động trong điện trường thì lực tác dụng vào electron là lực điện. Theo định lí biến thiên động năng, ta có công của lực điện chính là độ tăng động năng. W A W eU U d 250V d MN MN e Đáp án A. STUDY TIP Công của lực điện A qEd qU 6 Ví dụ 2: Một e có vận tốc ban đầu v0 3.10 m / s chuyển động dọc theo chiều đường sức của một điện trường có cường độ điện trường E 1250V / m . Quãng đường electron đi được kể từ lúc ban đầu đến lúc dừng lại là? A. 4 cm.B. 1 cm.C. 3 cm. D. 2 cm. Lời giải Vì qe 0 nên hạt này sẽ chuyển động ngược chiều điện trường, khi đó chuyển động của hạt mang điện là chuyển động thẳng chậm dần đều với gia tốc 19 e E 1,6.10 .1250 14 2 a 31 2,2.10 m / s m 9,1.10 v2 Chuyển động của electron đến khi dừng lại là s 0 2cm 2a  Sau khi dừng lại electron vẫn chịu tác dụng của lực điện trường ngược với chiều của E nên electron sẽ chuyển động nhanh dần đều về vị trí xuất phát. Đáp án D. STUDY TIP Nhớ lại công thức về chuyển động lớp 10: 2 2 v v0 2as Ví dụ 3: Một e được bắn với vận tốc đầu 2.106 m / s vào một điện trường đều theo phương vuông góc với đường sức điện. Cường độ điện trường là 100 V/m. Tính vận tốc của e khi nó chuyển động được 10 7 s trong điện trường. Điện tích của e là 1,6.10 19 C , khối lượng của e là 9,1.10 31 kg A. v 2,66.106 m / s .B. v 3,1.106 m / s . C. v 3,4.106 m / s .D. v 2,5.106 m / s . Lời giải Trang 2
3. 6 Electron tham gia chuyển động như 1 vật bị ném ngang với v0 2.10 m / s . Theo phương Ox , electron không chịu tác dụng của lực nào nên nó chuyển động thẳng đều với phương trình chuyển động 6 x v0t 2.10 t Theo phương Oy , electron chịu tác dụng của lực điện trường và chuyển động với gia tốc a là: q E 1,6.10 19.100 a 1,758.1013 m / s2 m 9,1.10 31 1 Phương trình chuyển động theo phương Oy : y at 2 2 Vận tốc của e khi nó chuyển động trong điện trường là: 2 2 2 2 v vx vy v0 at 13 6 7 6 Thay a 1,758.10 , v0 2.10 , t 10 s v 2,66.10 m / s Đáp án A. STUDY TIP Vận tốc trong chuyển động ném ngang 2 2 v vx vy Trong đó vx là vận tốc của vật theo phương ngang, vy là vận tốc của vật theo phương thẳng đứng. Ví dụ 4: Một e chuyển động với vận tốc ban đầu 104 m / s dọc theo đường sức của một điện trường đều được một quãng đường 10 cm thì dừng lại. a) Tính gia tốc của e A. a 5.108 m / s2 .B. a 5.108 m / s2 . C. a 2,5.108 m / s2 .D. a 2,5.108 m / s2 . b) Xác định cường độ điện trường? A. E 1,42.10 3V / m .B. E 5,06.10 3V / m . C. E 2,84.10 3V / m . D. E 3,02.10 3V / m . Lời giải a) Vì qe 0 nên e sẽ chuyển động ngược chiều với điện trường suy ra v2 a 0 5.108 m / s2 2s Đáp án A. b) Cường độ điện trường 31 8 m a 9,1.10 .5.10 3 E 19 2,84.10 V / m qe 1,6.10 Trang 3
4. Đáp án C. Phân tích 2 2 - Có vận tốc ban đầu và quãng đường sẽ tính được gia tốc thông qua biểu thức v v0 2as - Dùng định luật II Newton tính được cường độ điện trường Ví dụ 5: Một electron chuyển động dọc theo chiều đường sức của một điện trường đều có cường độ 364 V/m. Electron xuất phát từ điểm M với vận tốc 3,2.106 m / s . Hỏi: a) Electron đi được quãng đường dài bao nhiêu thì vận tốc của nó bằng 0? A. 4 cm.B. 8 cm.C. 6 cm. D. 2 cm. b) Sau bao lâu kể từ lúc xuất phát e trở về điểm M A. 5.10 8 s .B. 10 7 s . C. 10 6 s . D. 2,5.10 8 s . Lời giải a) Theo định luật II Newton, gia tốc mà electron thu được là q E 1,6.10 19.364 a 6,4.1013 m / s2 m 9,1.10 31 Quãng đường e đi được cho đến lúc dừng lại là v2 s 0 0,08m 8cm 2a Đáp án B. b) Sau khi electron chuyển động được 8cm thì dừng lại (giả sử dừng lại tại N), vì lúc này electron vẫn trong điện trường nên electron vẫn chịu tác dụng của lực điện trường, lực này làm cho electron chuyển động theo chiều ngược lại và sẽ đến M. v0 Thời gian electron đi từ M đến N là 0 v0 a1t1 t1 . a1 v0 Thời gian electron đi từ N quay trở lại M là: v0 0 a2t2 t2 . a2 Vì hai giai đoạn có cùng quãng đường, nhưng ngược chiều chuyển động và cường độ lực điện không đổi nên a2 a1 . Từ đó suy ra t1 t2 . Vậy thời gian cần tìm là v 7 t t1 t2 2t1 2. 10 s a1 Đáp án B. STUDY TIP Sai lầm thường thấy là chỉ tính thời gian từ lúc electron bắt đầu quay trở lại đến khi về đến M. Đọc kĩ yêu cầu đề bài tránh nhầm lẫn. Trang 4
5. Ví dụ 6: Một protôn bay theo phương của đường sức điện. Lúc proton ở điểm A thì vận tốc của nó là 2,5.104 m / s . Khi bay đến B vận tốc của protôn bằng 0. Điện thế tại A bằng 500 V. Hỏi điện thế tại B? Cho biết protôn có khối lượng 1,67.10 27 kg , có điện tích 1,6.10 19 C A. 503,3 V.B. 496,7 V.C. 521,3 V. D. 478,7 V. Lời giải Theo định lí biến thiên động năng, ta có công của lực điện bằng độ biến thiên động năng mv2 mv2 mv2 B A A q V V V A V 2 2 AB A B B 2q A Thay số ta được 2 1,67.10 27. 2,5.104 V 500 503,3V B 2.1,6.10 19 Đáp án A. STUDY TIP Định lý động năng: AAB qU AB 1 1 mv2 mv2 2 B 2 A Ví dụ 7: Một electron được thả không vận tốc đầu ở sát bản âm, trong điện trường đều giữa hai bản kim loại phẳng, tích điện trái dấu. Cường độ điện trường giữa hai bản là 1000 V/m. Khoảng cách giữa hai bản là 1cm. Tính vận tốc của electron khi nó đập vào bản dương? A. 3,75.106 m / s . B. 4.106 m / s .C. 1,875.106 m / s .D. 2.106 m / s . Lời giải Theo định lý biến thiên động năng, ta có: mv2 mv2 2eEd A W qE. d 0 e .E. d v d 2 2 m Thay số ta được 2.1,6.10 19.1000.0,01 v 1875228,924 m / s 9,1.10 31 Đáp án C. STUDY TIP Ta vẫn sử dụng định lí biến thiên động năng, với vận tốc ban đầu bằng 0. AAB qU AB 1 1 mv2 mv2 2 B 2 A Trang 5
6. 1 mv2 2 B Ví dụ 8: Protôn được đặt vào điện trường đều E 1,7.106V / m . a) Tìm gia tốc của protôn? Biết m 1,673.10 27 kg A. 1,626.1014 m / s2 .B. 1,262.1014 m / s2 .C. 3,2.1014 m / s2 .D. 1,2.1014 m / s2 . b) Tìm vận tốc của protôn sau khi đi được 20cm, biết vận tốc ban đầu bằng 0. A. 4,03.106 m / s .B. 8,06.106 m / s .C. 5,03.106 m / s .D. 6,06.106 m / s . Lời giải a) Proton có điện tích q 0 nên nó sẽ chuyển động cùng chiều với điện trường nên qE 1,6.10 19.1,7.106 a 1,626.1014 m / s2 m 1,673.10 27 Đáp án A. b) Sau khi đi được 20cm vận tốc của proton là v 2as 2.0,2.1,626.1014 8,06.106 m / s Đáp án B. Phân tích - Sử dụng định luật II Newton để tìm gia tốc. 2 2 - Có gia tốc và quãng đường sẽ tính được vận tốc thông qua biểu thức v v0 2as 6 Ví dụ 9: Electron đang chuyển động với vận tốc v0 4.10 m / s thì đi vào điện trường đều  2 E 9.10 V / m ; v0 cùng chiều đường sức điện trường. Mô tả chuyển động của electron trong các trường hợp sau:       a) v0  E ; b) v0  E ; c) v0  E Lời giải     a) Vì qe 0 nên khi v0  E thì v0  F a  v . Do đó electron sẽ chuyển động nhanh dần đều theo chiều âm của trục Ox với gia tốc 19 2 qE 1,6.10 .9.10 14 2 a 31 1,582.10 m / s m 9,1.10 b) Khi vectơ vận tốc cùng chiều với vectơ cường độ điện trường thì electron sẽ chuyển động thành 2 giai đoạn:     + Giai đoạn 1: electron sẽ chuyển động chậm dần đều (do v0  E v0  F a  v ) tới điểm M v2 theo chiều dương Ox với OM 0 5cm và dừng lại tức thời tại đó. 2a Trang 6
7.  + Giai đoạn 2: Do tác dụng của lực điện trường ngược chiều với E nên electron sẽ chuyển động nhanh dần đều quay lại vị trí xuất phát.    c) Vì v0  E nên lực điện tác dụng vào electron có phương vuông góc với v0 , do đó electron sẽ chuyển động như 1 vật bị ném ngang. BÀI TẬP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG Câu 1: Một electron chuyển động dọc theo hướng đường sức của một điện trường đều có cường độ 100 V/m với vận tốc ban đầu là 300 km/s. Hỏi nó chuyển động được quãng đường dài bao nhiêu thì vận tốc của nó bằng không: A. 2,56cmB. 25,6cmC. 2,56mm D. 2,56m Câu 2: Trong đèn hình của máy thu hình, các electron được tăng tốc bởi hiệu điện thế 25000V. Hỏi khi đập vào màn hình thì vận tốc của nó bằng bao nhiêu, bỏ qua vận tốc ban đầu của nó: A. 6,4.107 m / s B. 7,4.107 m / s C. 8,4.107 m / s D. 9,4.107 m / s Trang 7
8. Câu 3: Một proton bay theo phương của môt đường sức điện trường. lúc ở điểm A nó có vận tốc 2,5.104 m / s , khi đến điểm B vận tốc của nó bằng không. Biết nó có khối lượng 1,67.10 27 kg và có điện tích 1,6.10 19 C . Điện thế tại A là 500V, tìm điện thế tại B: A. 406,7VB. 500VC. 503,3V D. 533V Câu 4: Hai tấm kim loại phẳng nằm ngang song song cách nhau 5cm. Hiệu điện thế giữa hai tấm là 50V. Một electron không vận tốc ban đầu chuyển động từ tấm tích điện âm về tấm tích điện dương. Hỏi khi đến tấm tích điện dương thì electron có vận tốc bao nhiêu: A. 4,2.106 m / s B. 3,2.106 m / s C. 2,2.106 m / s D. 1,2.106 m / s Câu 5: Trong Vật lí hạt nhân người ta hay dùng đơn vị năng lượng là eV. eV là năng lượng mà một electron thu được khi nó đi qua đoạn đường có hiệu điện thế 1V. Tính eV ra Jun. A. 1eV 1,6.1019 J B. 1eV 22,4.1024 J C. 1eV 9,1.10 31 J D. 1eV 1,6.10 19 J Câu 6: Hai bản kim loại phẳng nằm ngang song song cách nhau 10cm có hiệu điện thế giữa hai bản là 100V. Một electron có vận tốc ban đầu 5.106 m / s chuyển động dọc theo đường sức về bản âm. Tính gia tốc của nó. Biết điện trường giữa hai bản là điện trường đều và bỏ qua tác dụng của trọng lực: A. 17,6.1013 m / s2 B. 15,9.1013 m / s2 C. 27,6.1013 m / s2 D. 15,2.1013 m / s2 Câu 7: Một hạt bụi kim loại tích điện âm khối lượng 10 10 kg lơ lửng trong khoảng giữa hai bản tụ điện phẳng nằm ngang bản tích điện dương ở trên, bản tích điện âm ở dưới. Hiệu điện thế giữa hai bản bằng 1000V, khoảng cách giữa hai bản là 4,8mm, lấy g 10m / s2 . Chiếu tia tử ngoại làm hạt bụi mất một số electron và rơi xuống với gia tốc 6m / s2 . Tính số hạt electron mà hạt bụi đã mất: A. 18 000 hạtB. 20000 hạtC. 24 000 hạt D. 28 000 hạt Câu 8: Một electron chuyển động dọc theo một đường sức của điện trường đều có cường độ 364 V/m. Electron xuất phát từ điểm M với vận tốc 3,2.106 m / s đi được quãng đường dài bao nhiêu thì vận tốc của nó bằng không: A. 6cmB. 8cmC. 9cm D. 11cm Câu 9: Một electron chuyển động dọc theo một đường sức của điện trường đều có cường độ 364 V/m. Electron xuất phát từ điểm M với vận tốc 3,2.106 m / s . Thời gian kể từ lúc xuất phát đến khi nó quay trở về điểm M là: A. 0,1s B. 0,2s C. 2s D. 3s Câu 10: Hai bản kim loại phẳng nằm ngang song song cách nhau 10cm có hiệu điện thế giữa hai bản là 100V. Một electron có vận tốc ban đầu 5.106 m / s chuyển động dọc theo đường sức về bản âm. Tính đoạn đường nó đi được cho đến khi dừng lại. Biết điện trường giữa hai bản là điện trường đều và bỏ qua tác dụng của trọng lực: A. 7,1cmB. 12,2cmC. 5,1cm D. 15,2cm Câu 11: Một electron được phóng đi từ O với vận tốc ban đầu v0 vuông góc với các đường sức của một điện trường đều cường độ E . Khi đến điểm B cách O một đoạn h theo phương của đường sức vận tốc của nó có biểu thức: e E A. e Eh B. v2 e Eh C. v2 e Eh D. v2 2 h 0 0 0 m Trang 8
9. Câu 12: Một electron được phóng đi từ O với vận tốc ban đầu v0 dọc theo đường sức của một điện trường đều cường độ E cùng hướng điện trường. Quãng đường xa nhất mà nó di chuyển được trong điện trường cho tới khi vận tốc của nó bằng không có biểu thức: 2 2 mv0 2 e E e Emv0 2 A. B. 2 C. D. 2 2 e E mv0 2 e Emv0 Câu 13: Electron chuyển động không vận tốc ban đầu từ A đến B trong một điện trường đều với U AB 45,5V . Tại B vận tốc của nó là: A. 106 m / s2 B. 1,5m / s2 C. 4.106 m / s2 D. 8.106 m / s2 Câu 14: Khi bay từ M đến N trong điện trường đều, electron tăng tốc động năng tăng thêm 250eV. Hiệu điện thế U MN bằng: A. 250V B. 250V C. 125V D. 125V Câu 15: Một tụ điện phẳng có các bản nằm ngang cách nhau khoảng d , chiều dài các bản là l . Giữa hai bản có hiệu điện thế U . Một electron bay vào điện trường của tụ từ điểm O ở giữa cách đều hai bản với  vận tốc v0 song song với các bản. Độ lớn gia tốc của nó trong điện trường là: e U e U e Ul e Ul A. B. C. 2 D. 2 d md mdv0 dv0 Câu 16: Một tụ điện phẳng có các bản nằm ngang cách nhau khoảng d , chiều dài các bản là l . Giữa hai bản có hiệu điện thế U . Một electron bay vào điện trường của tụ từ điểm O ở giữa cách đều hai bản với  vận tốc v0 song song với các bản. Độ lệch của nó theo phương vuông góc với các bản khi ra khỏi điện trường có biểu thức: e U e U e Ul e Ul 2 A. B. C. 2 D. 2 d md mdv0 2mdv0 Câu 17: Một tụ điện phẳng có các bản nằm ngang cách nhau khoảng d , chiều dài các bản là l . Giữa hai bản có hiệu điện thế U . Một electron bay vào điện trường của tụ từ điểm O ở giữa cách đều hai bản với  vận tốc v0 song song với các bản. Góc lệch giữa hướng vận tốc của nó khi vừa ra khỏi điện trường v  so với v0 có tan được tính bởi biểu thức: e U e U e Ul e Ul 2 A. B. C. 2 D. 2 d md mdv0 2mdv0 Câu 18: Một electron bay vào điện trường của một tụ điện phẳng theo phương song song cùng hướng với các đường sức điện trường với vận tốc ban đầu là 8.106 m / s . Hiệu điện thế tụ phải có giá trị nhỏ nhất là bao nhiêu để electron không tới được bản đối diện A. 182VB. 91VC. 45,5V D. 50V Câu 19: Khi một electron chuyển động ngược hướng với vectơ cường độ điện trường thì: A. thế năng của nó tăng, điện thế của nó giảm B. thế năng giảm, điện thế tăng C. thế năng và điện thế đều giảm D. thế năng và điện thế đều tăng Trang 9
10. Câu 20: Một electron được tăng tốc từ trạng thái đứng yên nhờ hiệu điện thế U 200V . Vận tốc cuối mà nó đạt được là: A. 2000m / s B. 8,4.106 m / s C. 2.105 m / s D. 2,1.106 m / s Câu 21: Một proton và một electron lần lượt được tăng tốc từ trạng thái đứng yên trong các điện trường đều có cường độ điện trường bằng nhau và đi được những quãng đường bằng nhau thì: A. Cả hai có cùng động năng, electron có gia tốc lớn hơn B. Cả hai có cùng động năng, electron có gia tốc nhỏ hơn C. Proton có động năng lớn hơn, electron có gia tốc lớn hơn. D. Proton có động năng lớn hơn, electron có gia tốc nhỏ hơn. Câu 22: Một electron thả cho chuyển động không vận tốc ban đầu trong điện trường đều giữa hai mặt đẳng thế V1 10V , V2 5V . Nó sẽ chuyển động: A. Về phía mặt đẳng thế V1 B. Về phía mặt đẳng thế V2 C. Tùy cường độ điện trường mà nó có thể về V1 hay V2 D. Nó đứng yên Câu 23: Một electron được phóng đi từ O với vận tốc ban đầu v0 dọc theo đường sức của một điện trường đều cường độ E ngược hướng điện trường. Khi đến điểm B cách O một đoạn h vận tốc của nó có biểu thức: e E A. e Eh B. v2 e Eh C. v2 e Eh D. v2 2 h 0 0 0 m Câu 24: Trong Vật lí hạt nhân người ta hay dùng đơn vị năng lượng là eV. eV là năng lượng mà một electron thu được khi nó đi qua đoạn đường có hiệu điện thế 1V. Tính vận tốc của electron có năng lượng 0,1MeV: A. v 0,87.108 m / s B. v 2,14.108 m / s C. v 2,87.108 m / s D. v 1,87.108 m / s Câu 25: Hiệu điện thế giữa hai điểm bên ngoài và bên trong của một màng tế bào là 90mV , bề dày của màng tế bào là 10nm, thì điện trường (giả sử là đều) giữa màng tế bào có cường độ là: A. 9.106V / m B. 9.1010V / m C. 1010V / m D. 106V / m Câu 26: Khi sét đánh xuống mặt đất thì có một lượng điện tích 30C di chuyển từ đám mây xuống mặt đất. Biết hiệu điện thế giữa mặt đất và đám mây là 2.107V . Năng lượng mà tia sét này truyền từ đám mây xuống mặt đất bằng: A. 1,5.10 7 J B. 0,67.10 7 J C. 6.109 J D. 6.108 J Câu 27: Chọn một đáp án sai: A. Khi một điện tích chuyển động trên một mặt đẳng thế thì công của lực điện bằng không B. Lực điện tác dụng lên một điện tích q ở trong một mặt đẳng thế có phương tiếp tuyến với mặt đẳng thế C. Vectơ cường độ điện trường tại mỗi điểm trong mặt đẳng thế có phương vuông góc với mặt đẳng thế Trang 10
11. D. Khi một điện tích di chuyển từ một mặt đẳng thế này sang một mặt đẳng thế khác thì công của lực điện chắc chắn khác không Câu 28: Khi electron chuyển động từ bản tích điện dương về phía bản âm trong khoảng không gian giữa hai bản kim loại phẳng tích điện trái dấu độ lớn bằng nhau thì: A. Lực điện thực hiện công dương, thế năng lực điện tăng B. Lực điện thực hiện công dương, thế năng lực điện giảm C. Lực điện thực hiện công âm, thế năng lực điện tăng D. Lực điện thực hiện công âm, thế năng lực điện giảm Câu 29: Hai điểm A và B nằm trên cùng một mặt đẳng thế. Một điện tích q chuyển động từ A đến B thì A. Lực điện thực hiện công dương nếu q 0 , thực hiện công âm nếu q 0 B. Lực điện thực hiện công dương hay âm tùy vào dấu của q và giá trị điện thế của A(B) C. Phải biết chiều của lực điện mới xác định được dấu của công lực điện trường D. Lực điện không thực hiện công Câu 30: Một điện tích +1C chuyển động từ bản tích điện dương sang bản tích điện âm đặt song song đối diện nhau thì lực điện thực hiện một công bằng 200J. Hiệu điện thế giữa hai bản có độ lớn bằng: A. 5.10 3V B. 200V C. 1,6.10 19V D. 2000V ĐÁP ÁN 1-C 2-D 3-C 4-A 5-D 6-A 7-D 8-B 9-A 10-A 11-D 12-A 13-C 14-A 15-B 16-D 17-C 18-A 19-B 20-B 21-A 22-A 23-D 24-D 25-A 26-C 27-B 28-C 29-D 30-B HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT Câu 1: Đáp án C 2 31 5 v2 mv2 9,1.10 . 3.10 s 0 0 2,56.10 3 m 2,56mm 2a 2 e E 2.1,6.10 19.100 Câu 2: Đáp án D mv2 eU 2 2eU 2.1,6.10 19.25000 v 9,4.107 m / s m 9,1.10 31 Câu 3: Đáp án C mv2 A W W 1 q V V (do vận tốc nó giảm dần) d 2 d1 2 A B 2 27 4 mv2 1,67.10 . 2,5.10 V 1 V 500 503,3V A 2q B 2.1,6.10 19 Câu 4: Đáp án A Trang 11
12. Tương tự câu 2. Câu 5: Đáp án D 1eV 1,6.10 19 J Câu 6: Đáp án A   + e 0 nên F  E nên sẽ có xu hướng làm cho electron chuyển động chậm lại hay a  v a 0 q E q U 1,6.10 19.100 + a 17,6.1013 m / s2 m md 9,1.10 31.0,1 Câu 7: Đáp án D + Khi hạt bụi nằm lơ lửng thì lực điện sẽ cân bằng với trọng lực F P mg mgd 10 10.4,8.10 3.10 q 4,8.10 15 C E U 1000 + Vì mang điện âm nên q 4,8.10 15 C + Hạt bụi bị mất n electron điện tích của hạt bụi còn q 4,8.10 15 n e C + Vật chuyển động xuống dưới với gia tốc a 6m / s2 nên lực điện lực này là F , áp dụng định luật 2 Newton ta được m g a F P ma q 1,92.10 15 C E 4,8.10 15 1,92.10 15 n 18000 1,6.10 19 + Vậy số hạt electron đã mất là 18000 hạt Câu 8: Đáp án B Tương tự câu 1 Câu 9: Đáp án A 2 31 6 v2 mv2 9,1.10 . 3,2.10 s 0 0 8cm 2a 2 e E 2.1,6.10 19.364 Sau khi electron chuyển động được 8cm thì dừng lại, vì lúc này electron vẫn trong điện trường nên vẫn chịu tác dụng của lực điện trường và nó làm cho electron chuyển động quay ngược lại chỗ xuất phát nên thời gian kể từ khi xuất phát về M sẽ gấp đôi thời gian từ M cho đến khi dừng lại v mv t 0 0 5.10 8 s 1 a qE 7 Vậy thời gian cần tìm là t 2t1 10 s 0,1s Câu 10: Đáp án A Tương tự câu 1 Câu 11: Đáp án D Trang 12
13. + Electron sẽ chuyển động như 1 vật bị ném ngang + Electron tham gia chuyển động như 1 vật bị ném ngang với vận tốc v0 + Theo phương Ox , electron không chịu tác dụng của lực nào nên nó chuyển động thẳng đều với phương trình chuyển động x v0t + Theo phương Oy , electron chịu tác dụng của lực điện trường và chuyển động với gia tốc a là: q E a m 1 Phương trình chuyển động theo phương Oy : y at 2 2 2 2 2 2 + Vận tốc của e khi nó chuyển động trong điện trường là: v vx vy v0 at 2h + Khi đến điểm B cách O một đoạn h thì t a e2 E 2 2h 2 e E v v2 . v2 h 0 m2 a 0 m Câu 12: Đáp án A v2 v2 mv2 s 0 0 0 2a e E 2 e E 2. m Câu 13: Đáp án C mv2 2eU B eU eU v BA 4.106 m / s 2 AB BA B m Câu 14: Đáp án A W W eU U d 250V d MN MN e Câu 15: Đáp án B e E e U a m md Câu 16: Đáp án D al 2 e Ul 2 Độ lệch khi ra khỏi bản là y 2 2 (chuyển động của electron được coi như chuyển động của 1 2v0 2mdv0   vật được ném ngang do v0 vuông góc với E ) Câu 17: Đáp án C  + Chuyển động của electron được coi như chuyển động của 1 vật được ném ngang do do v0 vuông góc  2 2 với E , nên nó sẽ có 2 thành phần vận tốc theo phương Ox và Oy lần lượt là vx và vy với v vx vy Trang 13
14. v at l 2h + tan y ,t vx v0 v0 a al e Ul tan 2 2 v0 mdv0 Câu 18: Đáp án A Để electron không tới được bản đối diện thì nó phải dừng ở khoảng cách a d Áp dụng định lí độ biến thiên động năng ta được mv2 Ua 0 0 eEa e. 2 d a mv2 mv2 0 0 1 d 2eU 2 e U 2 31 6 mv2 9,1.10 . 8.10 U 0 182V 2 e 2.1,6.10 19 Câu 19: Đáp án B Khi một electron chuyển động ngược hướng với cường độ điện trường thì thế năng của nó sẽ giảm và điện thế sẽ tăng. Câu 20: Đáp án B mv2 2 e U 0 e U v 8,4.106 m / s 2 0 m Câu 21: Đáp án A Ta có đối với A Fs Wd 2 Wd1 Wd 2 nên cả 2 khi đó có cùng động năng. Suy ra F như nhau, mà F ma và mp me nên ae ap Câu 22: Đáp án A Electron mang điện tích âm nên nó sẽ chuyển động về phía mặt đẳng thế dương nên nó chuyển động về phía mặt đẳng thế V1 Câu 23: Đáp án D Tương tự câu 11 Câu 24: Đáp án D mv2 0,2.1,6.10 13 0,1.1,6.10 13 v 1,87.108 m / s 2 9,1.10 31 Câu 25: Đáp án A U 90.10 3 E 9.106V / m d 10.10 9 Câu 26: Đáp án C Trang 14
15. W q U 6.108 J Câu 27: Đáp án B Đáp án B là đáp án sai vì lực điện tác dụng lên 1 điện tích q có phương song song với mặt đẳng thế. Câu 28: Đáp án C Vì qe 0 nên lực điện sẽ thực hiện công âm, mặt khác ta có công của lực điện bằng độ giảm thế năng, suy ra độ giảm thế năng nhỏ hơn không, hay nói cách khác khi e di chuyển thì thế năng tăng. Câu 29: Đáp án D Đáp án A là đáp án đúng nó thực hiện công dương nếu q 0 và công âm nếu q 0 Câu 30: Đáp án B A 200 U 200V q 1 Trang 15