VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 12 bài viết Vận tốc cực đại của electron khi đập vào anốt, nhằm giúp các em học tốt chương trình Vật lí 12.
Nội dung bài viết Vận tốc cực đại của electron khi đập vào anốt: Vận tốc cực đại của electron khi đập vào anốt. Phương pháp. Nếu bỏ qua động năng ban đầu của e, ta có A AK. Nếu động năng ban đầu của e khi bứt khỏi Catốt là WñK. Ví dụ minh họa. Ví dụ 1: Hiệu điện thế giữa Anốt và Catốt của ống Cu-lít-giơ là 20kV. Cho 19 e 1,6.10− = C, 34 h 6,625.10 Js − = , 8 c ms = 3.10 / . Bỏ qua động năng ban đầu của electron. Tính vận tốc của electron khi đập vào anốt? A. 7 8,4.10 . m s B. 7 4,2.10 . m s C. 7 6,7.10 . m s D. 7 4,8.10 . m s. Lời giải. Nếu bỏ qua động năng ban đầu của e, ta có vận tốc của electron khi tới anốt là: Đáp án A. Ví dụ 2: Một ống Cu-lit-giơ có công suất trung bình 300W, hiệu điện thế giữa anốt và catốt có giá trị 10 kV. Tính tốc độ cực đại của các êlectron khi tới anốt. A. 8 0,57.10 . m s B. 8 0,32.10 . m s C. 8 0,64.10 . m s D. 8 0,58.10 . m s. Lời giải. Nếu bỏ qua động năng ban đầu của electron, ta có vận tốc của electron khi tới anốt là: Đáp án D. Ví dụ 3: Khi tăng hiệu điện thế của một ống tia X lên n lần với n > 1, thì bước sóng cực tiểu của tia X mà ống phát ra giảm một lượng ∆λ . Hiệu điện thế ban đầu của ống là: Đáp án B. Bài tập tự luyện Câu 1: Trong ống Cu-lit-giơ để tạo ra tia X [tia Rơn-ghen], biết tốc độ của êlectrôn tới anốt là 7 5.10 . m s. Bỏ qua động năng ban đầu của êlectrôn khi bật ra khỏi catốt. Để giảm tốc độ của êlectrôn khi đến anốt 6 4.10 m s thì hiệu điện thế giữa hai đầu ống phải giảm là A. 1465 V. B. 1092 V. C. 1535 V. D. 1635 V. Câu 2: Điện áp cực đại giữa anốt và catốt của một ống Cu-lít-giơ là 0 U V = 18200. Bỏ qua động năng của êlectron khi bứt ra khỏi catốt. Tính bước sóng ngắn nhất của tia X do ống phát ra. Cho 34 h 6,625.10 Js A. 68pm. B. 6,8pm. C. 34pm. D. 3,4pm. Câu 3: Điện áp cực đại giữa anốt và catốt của một ống Cu-lít-giơ là 18,75 kV. Biết độ lớn điện tích êlectrôn [êlectron], tốc độ sáng trong chân không và hằng số Plăng lần lượt là 19 8 1,6.10 ;3.10 / C ms − và 34 6,625.10 . J s −. Bỏ qua động năng ban đầu của êlectrôn. Bước sóng nhỏ nhất của tia Rơnghen do ống phát ra là A. 9 0,4625.10 . m− B. 10 0,5625.10 . m − C. 9 0,6625.10 . m− D. 10 0,6625.10 . m −. Câu 4: Ống Cu-lít-giơ hoạt động với hiệu điện thế cực đại 50 [kV]. Bước sóng nhỏ nhất của tia X mà ống có thể tạo ra là: [lấy gần đúng]. Cho 34 h 6,625.10 Js − = ; 8 c ms = 3.10 / ; 19 e C 1,6.10 . − = A. 0,25 [Angstron]. B. 0,75 [Angstron]. C. 2 [Angstron]. D. 0,5 [Angstron]. Câu 5: Điện áp cực đại giữa anốt và catốt của một ống Cu-lít-giơ là 0 U kV = 25 . Coi vận tốc ban đầu của chùm êlectrôn [êlectron] phát ra từ catốt bằng không. Cho 34 h 6,625.10 Js − = ; 8 c ms = 3.10 / ; 19 e C 1,6.10 . − = Tần số lớn nhất của tia Rơnghen do ống này có thể phát ra là A. 18 6,038.10 Hz. B. 15 60,380.10 Hz. C. 15 6,038.10 Hz. D. 18 60,380.10 Hz. Câu 6: Một ống Cu-lít-giơ phát ra bức xạ có bước sóng ngắn nhất là 11 2,65.10− m. Bỏ qua động năng ban đầu của các êlectron khi thoát ra khỏi bề mặt catốt. Cho 34 h 6,625.10 Js; 8 c ms = 3.10; 19 e C 1,6.10. Điện áp cực đại giữa hai cực của ống là: A. 46875V. B. 4687,5V. C. 15625V. D. 1562,5V. Câu 7: Một ống Cu-lít-giơ phát ra bức xạ có bước sóng nhỏ nhất là 5 A. Cho điện tích electrôn là 19 1,6.10 C − , hằng số Planck là 34 6,625.10 Js − , vận tốc của ánh sáng trong chân không là 8 3.10 m s . Hiệu điện thế cực đại U0 giữa anốt và catốt là bao nhiêu? A. 2500 V. B. 2485 V. C. 1600 V. D. 3750 V. Câu 8: Một ống Cu-lít-giơ phát ra bức xạ có bước sóng ngắn nhất là 11 6,21.10− m. Biết độ lớn điện tích êlectrôn [êlectron], tốc độ sáng trong chân không và hằng số Plăng lần lượt là 19 1,6.10 C − , 8 3.10 m s và 34 6,625.10 . J s − . Bỏ qua động năng ban đầu của êlectrôn. Điện áp cực đại giữa anốt và catốt của ống là.
HƯỚNG DẪN GIẢI CHI TIẾT Câu 1: Đáp án B. Khi bỏ qua động năng ban đầu của e, ta có vậnt ốc của electron khi tới anot sẽ là: 2 . AK. Nên khi 7 5.10 / υ A = m s thì hiệu điện thế giữa anot và catot của ống Cu-lít-giơ là: 7109,375 . U V AK = Còn để vận tốc khi đến anot giảm xuống còn 7 4,6.10 υ A = m s thì hiệu điện thế lúc này là: 6017,375. Vậy hiệu điện thế giữa hai đầu ống phải giảm 7109,375 6017,375 1092 = V. Câu 2: Đáp án A. Bước sóng ngắn nhất của tia X do ống Cu-lít-giơ phát ra là: min 19 19,875.10 6,8.10 678. Câu 3: Đáp án D. Bước sóng nhỏ nhất của tia X do ống Cu-lít-giơ phát ra là: min 19 3 19,875.10 0,6625.10 . 1,6.10 .18,75.10. Câu 4: Đáp án A. Bước sóng nhỏ nhất tia X có thể tạo ra là: min 19 3 19,875.10. Câu 5: Đáp án A. Tần số lớn nhất tia Rơn ghen do ống này có thể phát ra là: 1,6.10 .25.10 6,038.10 z. 6,625.10. Câu 6: Đáp án A. Câu 7: Đáp án B.
- Luyện 100 đề thi thử 2021. Đăng ký ngay!
Với loạt bài Công thức tính bán kính quỹ đạo của electron hay nhất Vật Lí lớp 11 sẽ giúp học sinh nắm vững công thức, từ đó có kế hoạch ôn tập hiệu quả để đạt kết quả cao trong các bài thi môn Vật Lí 11.
Bài viết Công thức tính bán kính quỹ đạo của electron hay nhất gồm 4 phần: Định nghĩa, Công thức - Đơn vị đo, Mở rộng và Bài tập minh họa áp dụng công thức trong bài có lời giải chi tiết giúp học sinh dễ học, dễ nhớ Công thức tính bán kính quỹ đạo của electron hay nhất Vật Lí 11.
1. Định nghĩa
- Chuyển động của hạt điện tích là chuyển động phẳng trong mặt phẳng vuông góc với từ trường.
- Trong mặt phẳng đó lực Lorenxơ
- Quỹ đạo của một hạt điện tích trong một từ trường đều, với điều kiện vận tốc ban đầu vuông góc với từ trường, là một đường tròn nằm trong mặt phẳng vuông góc với từ trường.
2. Công thức – đơn vị đo
Một hạt điện tích q0, khối lượng m, chuyển động trong từ trường với vận tốc v có phương vuông góc với từ trường thì lực Lorenxơ đóng vai trò lực hướng tâm:
Khi đó quỹ đạo của hạt là đường tròn nằm trong mặt phẳng vuông góc với từ trường, có bán kính:
Trong đó:
+ f là độ lớn lực Lorenxo, có đơn vị Niu tơn [N];
+ q0 là điện tích, có đơn vị Cu lông [C];
+ v là vận tốc của hạt điện tích, có đơn vị m/s;
+ m là khối lượng hạt điện tích, có đơn vị kilogam [kg];
+ R là bán kính quỹ đạo, có đơn vị mét [m].
3. Mở rộng
Khi biết bán kính quỹ đạo của hạt, có thể suy ra vận tốc của hạt:
Khi biết bán kính quỹ đạo của hạt, có thể suy ra độ lớn cảm ứng từ:
Khi biết bán kính quỹ đạo và vận tốc, ta có thể tính được chu kì chuyển động của hạt [vì hạt chuyển động tròn đều]
Trong đó:
+ T là chu kì chuyển động, có đơn vị giây [s];
+ v là vận tốc của hạt điện tích, có đơn vị m/s;
+ R là bán kính quỹ đạo, có đơn vị mét [m].
Công suất tức thời của lực Lorenxo luôn bằng 0 vì lực
4. Ví dụ minh họa
Bài 1 : Hạt prôtôn chuyển động theo quỹ đạo tròn bán kính 5m dưới tác dụng của một từ trường đều B = 10-2 T. Hãy xác định :
a] Tốc độ của prôtôn
b] Chu kì chuyển động của prôtôn
Bài giải :
a] Tốc độ của prôtôn
Ta có
b] Chu kì chuyển động của prôtôn:
Bài 2: Bắn vuông góc một proton có điện tích +1,6.10-19 C vào một từ trường đều có cảm ứng từ B = 0,5T. Biết proton có vận tốc v = 5000 m/s và khối lượng 1,672.10-27 kg. Hãy tính độ bán kính quỹ đạo của proton.
Bài giải:
Bán kính quỹ đạo của hạt proton là
Bài 3:
Bắn hạt điện tích q = 1,0.10-6 C chuyển động với vận tốc 500 m/s dọc theo một đường thẳng song song với một dây dẫn thẳng dài vô hạn, cách dây dẫn này một khoảng 100 mm. Trong dây dẫn có dòng điện cường độ 2,0 A chạy theo chiều chuyển động của hạt điện tích. Xác định hướng và độ lớn của lực từ tác dụng lên hạt điện tích.
Bài giải:
Giả sử tại thời điểm t ngay sau khi bắn, hạt ở vị trí M cách dây dẫn một khoảng r = 100mm = 0,1m.
Cảm ứng từ
Lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt có phương vuông góc với
f = |q|.v.B = 10-6.500.4.10-6 = 2.10-9[N]
Lưu ý: Mặc dù lực Lorenxo trên hình có phương của r [khoảng cách từ dây dẫn đến điện tích], nhưng chuyển động của hạt điện tích còn phụ thuộc vào khối lượng của hạt, nên không được nhầm lẫn rằng hạt chuyển động tròn quanh dây dẫn. Mặt khác, từ trường quanh dây dẫn thẳng không phải là từ trường đều, nên khi hạt điện tích di chuyển sang vị trí khác [M’] thì phương, chiều, độ lớn của lực
Xem thêm các Công thức Vật Lí lớp 11 quan trọng hay khác:
Giới thiệu kênh Youtube VietJack