Bài 22.5 trang 53 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 11
So sánh trọng lượng của hạt electron với độ lớn của lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt điện tích này khi nó bay với vận tốc 2,5.107 m/s theo phương vuông góc với các đường sức của từ trường đều có cảm ứng từ 2,0.10-4 T. Electron có khối lượng m = 9,1.10-31 kg và điện tích -e = -1,6.10-19 C. Lấy g = 9,8 m/s2.
Trả lời:
Lực Lo-ren-xơ tác dụng lên electrôn có độ lớn :
f = evB = 1,6.10-19.2,5.107.2,0.10-4 ≈ 8.10-16 N
Trọng lượng của electrôn bằng :
P = mg = 9,1.10-31.9,8 ≈ 8,9.10-30 N
So sánh P với f, ta có :
\({P \over f} = {{{{8,9.10}^{ - 31}}} \over {{{8,0.10}^{ - 16}}}} = {1,1.10^{ - 14}} \Rightarrow P \ll f\)
Bài 22.6 trang 53 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 11
Hạt electron, có vận tốc đầu v0= 0, được gia tốc qua hiệu điện thế 400 V. Tiếp sau đó, electrôn chuyển động với vận tốc \(\overrightarrow v \) bay vào miền có từ trường đều với cảm ứng từ \(\overrightarrow B \) hướng vuông góc với vận tốc \(\overrightarrow v \) của êlectron. Khi đó, quỹ đạo của electrôn trong từ trường đều là đường tròn bán kính 7,0 cm. Electron có điện tích -e = -1,6.10-19 C và khối lượng m = 9,1.10-31 kg. Xác định độ lớn của cảm ứng từ c .
Trả lời:
Sau khi được gia tốc qua hiệu điện thế U = 400 V. vận tốc của electrôn tính theo công thức:
\({{m{v^2}} \over 2} = eU \Rightarrow v = \sqrt {{{2eU} \over m}} \)
Electron chuyển đông theo quỹ đao tròn bán kính \(R = {{mv} \over {|q|B}}\) nên ta suy ra :
\(B = {{mv} \over {{\rm{eR}}}} = {1 \over R}.\sqrt {{{2mU} \over e}} \)
Thay số, ta tìm được :
\(B = {1 \over {{{7,0.10}^{ - 2}}}}.\sqrt {{{{{2.9,1.10}^{ - 31}}.400} \over {{{1,6.10}^{ - 19}}}}} \approx {0,96.10^{ - 3}}T\)
Bài 22.7 trang 53 Sách bài tập (SBT) Vật Lí 11
Hạt prôtôn chuyển động theo quỹ đạo tròn bán kính 5,0 cm trong từ trường đều có cảm ứng từ 1.10-2 T. Prôtôn có điện tích e = l,6.10-19C và khối lượng m =1,672.10-27 kg. Xác định :
a) Vận tốc của prôtôn chuyển động trong từ trường.
b) Chu kì chuyển động của prôtôn trên quỹ đạo tròn.
Trả lời:
a) Áp dụng công thức \(R = {{mv} \over {|q|B}}\) , ta suy ra vận tốc của prôtôn khi bay vàotừ trường :
\(v = {{eBR} \over m} = {{{{1,6.10}^{ - 19}}{{.1,0.10}^{ - 2}}{{.5,0.10}^{ - 2}}} \over {{{1,672.10}^{ - 27}}}} \approx {4,9.10^4}m/s\)
b) Từ đó xác định được chu kì chuyển động của prôtôn trên quỹ đạo tròn :
\(T = {{2\pi R} \over v} = {{2\pi m} \over {eB}} = {{{{2.3,14.1,672.10}^{ - 27}}} \over {{{1,6.10}^{ - 19}}{{.1,0.10}^{ - 2}}}} = {6,56.10^{ - 6}}s\)
congdong.edu.vn