by Một hạt bụi có khối lượng \(m = {10^{ – 11}}\,\,g\) nằm trong khoảng hai tấm kim loại song song nằm ngang và nhiễm điện trái dấu. Khoảng cách giữa hai bản \(d = 0,5\,\,cm\). Chiếu ánh sáng tử ngoại vào hạt bụi, do mất một phần điện tích, hạt bụi sẽ mất cân bằng. Để thiết lập lại cân bằng, người ta phải tăng hiệu điện thế giữa hai bản lên một lượng \(\Delta U = 34\,\,V\). Biết rằng hiệu điện thế giữa hai bản lúc đầu bằng \(306,3\,\,V\). Lấy \(g = 10\,\,m/{s^2}\). Điện lượng đã mất đi là?
A \(1,{63.10^{ – 19}}\,\,C\)
B \(1,{63.10^{ – 16}}\,\,C\)
C \(3,{26.10^{ – 16}}\,\,C\)
D \(3,{26.10^{ – 19}}\,\,C\)
Hướng dẫn
Chọn đáp án: A
Phương pháp giải:
Hạt bụi cân bằng khi các lực tác dụng lên nó cân bằng
Mối liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế U = E.d
Hướng dẫn
Các lực tác dụng lên hạt bụi gồm: Trọng lực \(\overrightarrow P \) , lực điện \(\overrightarrow F \)
Điều kiện cân bằng của hạt bụi: \(\overrightarrow F + \overrightarrow P = 0 \to F = P \leftrightarrow qE = mg \to q = \frac{{mg}}{E}\)
Mặt khác: \(E = \frac{U}{d} \to q = \frac{{mg}}{{\frac{U}{d}}} = \frac{{mgd}}{U}\)
Áp dụng cho lúc đầu và lúc sau, ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{q_1} = \frac{{mg{\rm{d}}}}{U}\\{q_2} = \frac{{mg{\rm{d}}}}{{U + \Delta U}}\end{array} \right.\)
\( \to \Delta q = {q_1} – {q_2} = mg{\rm{d}}\left( {\frac{1}{U} – \frac{1}{{U + \Delta U}}} \right) = {10^{ – 11}}{\rm{.1}}{{\rm{0}}^{ – 3}}{\rm{.10}}{\rm{.0,005}}{\rm{.}}\left( {\frac{1}{{306,3}} – \frac{1}{{306,3 + 34}}} \right) = 1,{63.10^{ – 19}}C\)
Chọn A.
