Hướng dẫn giải nhanh vật lí 11 KNTT bài 18: Điện trường đều

I. KHÁI NIỆM ĐIỆN TRƯỜNG ĐỀU

II. ĐIỆN TRƯỜNG ĐỀU GIỮA HAI BẢN PHẲNG NHIỄM ĐIỆN ĐẶT SONG SONG

Câu hỏi: Để chẩn đoán hình ảnh trong y học người ta thường sử dụng tia X...

Hướng dẫn trả lời:

E=$\frac{U}{d}$=$\frac{120.10^{3}}{0,02}$=6.10$^{6}$(V/m)

=> F=e.E=1,6.10$^{-19}$.6.10$^{6}$=9,6.10$^{-13}$ (N)

III. TÁC DỤNG CỦA ĐIỆN TRƯỜNG ĐỀU ĐỐI VỚI CHUYỂN ĐỘNG CỦA MỘT ĐIỆN TÍCH

Hoạt động 1: Giữa hai bản phẳng song song nhiễm điện có cường...

Hướng dẫn trả lời:

Trong hình 18.3, điện tích q > 0 nên lực điện tác dụng lên điện tích cùng phương và chiếu với điện trường tức là có phương thẳng đứng hướng xuống dưới và trùng với phương và chiều của trọng lực có độ lớn P = mg tác dụng lên vật m được ném ngang trong Hình 18.4
Ngoài ra, vận tốc ban đầu của điện tích q trong Hình 18.3 SGK và của vật m trong Hình 18.4 SGK đều có phương ngang, cùng chiều. 

Hoạt động 2: Hãy thảo luận về tác dụng của điện trường đều...

Hướng dẫn trả lời:

a) Lực điện có chiều thẳng đứng, hướng từ trên xuống dưới nên điện tích sẽ chuyển động nhanh dần đều theo phương dọc. Theo phương ngang, điện tích q có tốc độ không đổi, theo phương dọc q có tốc độ tăng dần đều. 

=> Vận tốc của q sẽ liên tục đổi phương và tăng dần về độ lớn.

b) Hình dạng quỹ đạo chuyển động sẽ tương tự như quỹ đạo của vật m ném ngang và có dạng parabol.

IV. ỨNG DỤNG

Hoạt động 1: Dao động kí là một loại thiết bị dùng để hiển thị dạng tín hiệu đưa vào...

Hướng dẫn trả lời:

Hệ thống lái tia gồm hai bản kim loại được kết nối với hai cực của nguồn điện. Khi electron chuyển qua bản lái tia theo phương y, chúng bị hút về cực dương, sau đó khi đi ra khỏi bản lái tia theo phương y, chùm electron này bị lệch so với hướng ban đầu.

Chùm electron sau đó tiếp tục vào bản lái tia theo phương x, và electron lại bị hút về phía cực dương. Sau khi ra khỏi bản lái tia theo phương x, chùm electron va vào màn huỳnh quang tạo ra một điểm sáng.

Bằng cách đặt hiệu điện thế phù hợp vào hai bản lái tia đó, chúng ta có thể kiểm soát chùm electron để tạo ra một điểm sáng cụ thể trên màn huỳnh quang. Các cực được thiết kế và điều chỉnh để đồng thời gia tốc chùm electron và định vị chúng để tạo ra điểm sáng nhỏ trên màn.

Khi nhiều chùm tia đi qua, chúng tạo ra nhiều điểm sáng trên màn, và tổng hợp các điểm sáng này tạo thành hình ảnh cần chiếu.

Hoạt động 2: Hãy tìm hiểu về công nghệ ion âm lọc không khí được sử...

Hướng dẫn trả lời:

Bởi vì điện trường của Trái Đất tập trung trong một khu vực hẹp và hướng thẳng đứng xuống dưới, nó đã có tác động lên hướng và tốc độ của các ion âm. Kết quả, quỹ đạo chuyển động của các ion âm trở thành một đường parabol, nghĩa là chúng di chuyển lên trên bề mặt đất giống như quỹ đạo được mô tả trong hình vẽ.

Các parabol sẽ có dạng khác nhau tùy thuộc vào độ lớn của vận tốc ban đầu và vị trí xuất phát của các ion âm. Do đó, chùm ion âm sẽ được phân tán một cách rộng rãi và hướng lên trên.

Sự tác động của điện trường lên chuyển động của các điện tích bay vào điện trường theo phương vuông góc với đường sức đã được áp dụng trong công nghệ ion âm lọc không khí giúp phân tán hiệu quả chùm ion âm. Các ion âm được phát ra với các vận tốc ban đầu không đồng nhất và lan rộng ra xa, đồng thời hướng lên trên mặt đất. Điều này giúp chúng dễ dàng tiếp cận các hạt bụi mịn nhiễm điện dương để thực hiện quá trình lọc không khí.

Câu hỏi: Máy lọc không khí tạo ra chùm các ion âm...

Hướng dẫn trả lời:

Lực điện tác dụng lên ion âm chiếu trên phương Oy có giá trị bằng: F= -qE (do vector cường độ điện trường có hướng ngược với Oy)

• Phương trình chuyển động theo phương Ox: x=$v_{0}$.t(1)

• Phương trình chuyển động theo phương Oy: y= 12$a_{y}$.$t^{2}$=$\frac{\frac{1}{2}F}{m}.t^{2}$=$-\frac{1}{2}.\frac{qE}{m}t^{2}$  (2)

Từ (1) và (2) => y=$-\frac{1}{2}.\frac{qE}{m}(\frac{x}{v_{0}})^{2}$

Với $v_{0}$ = 20 m/s => $y_{1}$=8,048.$x^{2}$
Với $v_{0}$ = 40 m/s => $y_{2}$=2,012.$x^{2}$

Chùm ion phân tán từ đường parabol y₁ đến parabol $y_{2}$