by Một đèn điện tử có 2 cực (coi như phẳng) cách nhau 10mm. Hiệu điện thế giữa hai cực là 200V. Bỏ qua vận tốc của electron tại catot. Tính:
a) Động năng và vận tốc của các electron tại anot.
b) Lực tác dụng lên electron khi nó di chuyển từ catot đến anot.
c) Thời gian electron di chuyển đến anot.
d) Trong thời gian 20s có 1,25.10$^{8}$ electron đến được anot. Tính cường độ dòng điện trong mạch đèn.
A a) W$_{đ}$ = 3,2.10$^{-7}$J; v = 8,4.10$^{6}$m/s
b) F$_{đ}$ = 1,6.10$^{-15}$N
c) t = 1,2.10$^{-9}$s
d) I = 0,02A
B a) W$_{đ}$ = 3,2.10$^{-7}$J; v = 8,4.10$^{6}$m/s
b) F$_{đ}$ = 3,2.10$^{-15}$N
c) t = 2,4.10$^{-9}$s
d) I = 0,01A
C a) W$_{đ}$ = 3,2.10$^{-7}$J; v = 8,4.10$^{6}$m/s
b) F$_{đ}$ = 3,2.10$^{-15}$N
c) t = 1,2.10$^{-9}$s
d) I = 0,01A
D a) W$_{đ}$ = 1,6.10$^{-7}$J; v = 4,2.10$^{6}$m/s
b) F$_{đ}$ = 3,2.10$^{-15}$N
c) t = 2,4.10$^{-9}$s
d) I = 0,01A
Hướng dẫn
Chọn đáp án: B
Phương pháp giải:
Phương pháp:
Định lí biến thiên động năng: A = ∆W$_{đ}$
Công của lực điện: A = qEd = qU
Lực điện: \({F_d} = \left| q \right|E\)
Hệ thức giữa hiệu điện thế và cường độ điện trường: \(U = Ed \Rightarrow E = \frac{U}{d}\)
Công thức tính quãng đường vật chuyển động: \(s = \frac{1}{2}a{t^2}\)
Cường độ dòng điện: \(I = \frac{q}{t} = \frac{{N.\left| e \right|}}{t}\)
Hướng dẫn
Cách giải:
a) Động năng của electron tại anot:
\(\begin{array}{l}A = \Delta {{\rm{W}}_d} \Leftrightarrow A = {{\rm{W}}_{dA}} – {{\rm{W}}_{dK}} \Leftrightarrow A = {{\rm{W}}_{dA}}\\ \Leftrightarrow \frac{1}{2}m{v^2} = \left| e \right|U = 1,{6.10^{ – 19}}.200 = 3,{2.10^{ – 7}}J\end{array}\)
Vận tốc của elctron tại anot là:
\({{\rm{W}}_{dA}} = \frac{1}{2}m{v^2} = 3,{2.10^{ – 7}}J \Rightarrow v = \sqrt {\frac{{2{W_{dA}}}}{m}} = 8,{4.10^6}\left( {m/s} \right)\)
b) Lực tác dụng lên electron khi nó di chuyển từ anot đến catot:
\({F_d} = \left| e \right|E = \left| q \right|.\frac{U}{d} = 1,{6.10^{ – 19}}.\frac{{200}}{{{{10.10}^{ – 3}}}} = 3,{2.10^{ – 15}}N\)
c) Gia tốc của electron: \(a = \frac{{{F_d}}}{m} = \frac{{3,{{2.10}^{ – 15}}}}{{9,{{1.10}^{ – 31}}}}\)
Thời gian electron di chuyển đến anot là: \(s = \frac{{a{t^2}}}{2} \Rightarrow t = \sqrt {\frac{{2d}}{a}} = 2,{4.10^{ – 9}}s\)
d) Cường độ dòng điện trong mạch: \(I = \frac{q}{t} = \frac{{N.\left| e \right|}}{t} = \frac{{1,{{25.10}^8}.1,{{6.10}^{ – 19}}}}{{20}} = 0,01A\)
Vậy:
a) W$_{đ}$ = 3,2.10$^{-7}$J; v = 8,4.10$^{6}$m/s
b) F$_{đ}$ = 3,2.10$^{-15}$N
c) t = 2,4.10$^{-9}$s
d) I = 0,01A
Chọn B
