Cộng đồng chia sẻ tri thức Doc24.vn

chuyển động của điện tích điểm trong điện trường đểu

38656539373861613730653731616630353139616538623631633736346532613663343963343135326366373438356463383261326137393331363239333732
Gửi bởi: nhanthuat vào 01:52 PM ngày 8-06-2016 || Kiểu file: PDF Lượt xem: 8007 | Lượt Download: 112 | File size: 0 Mb

Nội dung tài liệu Tải xuống


Link tài liệu:
Tải xuống

Các tài liệu liên quan

Thông tin tài liệu

A.LÍ THUYẾT Một điện tích điểm dương, khối lượng bay vào điện trường đều tại điểm (Điện trường đều được tạo bởi hai bản kim loại phẳng rộng đặt song song, đối diện nhau, hai bản được tích điện trái dấu và bằng nhau về độ lớn) với vận tốc ban đầu tạo với phương của đường sức điện một góc Lập phương trình chuyển động của điện tích q, Viết phương trình quĩ đạo của điện tích rồi xét các trường hợp của góc Cho biết: Điện trường đều có véctơ cường độ điện trường là cách bản âm một khoảng b(m), bản kim loại dài l(m), Hai bản cách nhau d(m), gia tốc trọng trường là g. Lời giải: **Chọn hệ trục tọa độ 0xy: Gốc 0M. 0x: theo phương ngang(Vuông góc với các đường sức) 0y: theo phương thẳng đứng từ trên xuống dưới (Cùng phương, chiều với đường sức) Gọi là góc mà vectơ vận tốc ban đầu của điện Tích hợp với phương thẳng đứng. Lực tác dụng: Trọng lực Lực điện Hai lực này có phương, chiều cùng phương chiều với.Đường sức điện(Cùng phương chiều với trục 0y) .Phân tích chuyển động của thành hai chuyển động thành phần theo hai trục 0x và 0y. 1. Xét chuyển động của trên phương 0x. Trên phương này không chịu bất kì một lực nào nên Sẽ chuyển động thẳng đều trên trục 0x với vận tốc không đổi: gia tốc ax=0, Vx= V0x =V0. sin (1) =>Phương trình chuyển động của trên trục 0x: x= Vx.t= V0. sin.t (2) 2. Xét chuyển động của theo phương 0y: Theo phương 0y: chịu tác dụng của các lực không đổi(Hợp lực cũng không đổi) thu được gia tốc ay= (3) Vận tốc ban đầu theo phương 0y:V0y= V0.cos (4) *Vận tốc của trên trục 0y thời điểm là: Vy= V0y+ a.t V0.cos+ ().t (5) CHUYỂN ĐỘNG CỦA ĐIỆN TÍCH ĐIỂM TRONG ĐIỆN TRƯỜNG ĐỀU 0V m.g q.E F+Pm q.Egm q.Egm => Phương trình chuyển động của trên trục 0y: V0.cos.t ().t2 (6) TÓM LẠI: Đặc điểm chuyển động của trên các trục là: Trên trục 0x (I) trên trục 0y: (II) ** Phương trình quĩ đạo chuyển động của điện tích là khử phương trình tọa độ theo trục 0y bằng cách rút V0.cos.+ (). (7) cotg. .(). x2 (8) Vậy quĩ đạo của có dạng là một Parabol (Trừ nhận giá trị góc 00, 1800 sẽ nêu dưới) Chú ý:Bài toán chuyển động của thường bỏ qua trọng lực. B.CÁC DẠNG BÀI TẬP(XÉT CHO Q>0) DẠNG 1: VECTƠ VẬN TỐC CỦA ĐIỆN TÍCH CÙNG HƯỚNG ĐƯỜNG SỨC a. Góc =0 (Ban đầu chuyển động vào điện trường theo hướng của đường sức) Trường hợp này cùng hướng với Dựa vào (I), (II). Ta có: Trên trục 0x (III) 12 q.Egm xx00a0V .sinx=V .sin .t yy020q.Eagmq.EV os g).tm1 q.Ey=V os .t+ g).t2mcc  0xV .sin 0xV .cos 12 q.Egm 20x()V .sin 12 2201V .sin q.Egm 0V xx00a0V .sin 0x=V .sin .t=0 trên trục 0y:(IV) v0 hướng cùng chiều dương, xét tổng hợp lực theo 0y, nếu nó hướng cùng chiều dương thì vật chuyển động nhanh dần đều. 1. Thời gian mà đến bản âm: khi đó y= => b= -> t. (9) 2. Vận tốc khi đập vào bản âm là xác định theo cách: C1: Thay (9) vào vào công thức vận tốc của IV=> C2: Áp dụng công thức liên hệ giữa vận tốc, gia tốc và đường đi trong chuyển động thẳng nhanh dần đều: 2.a.S V2 V02 tức là 2.a.b V2 V02 (10) v0 hướng cùng chiều dương, xét tổng hợp lực theo 0y, nếu nó hướng ngược chiều dương thì vật chuyển động chậm dần đều đến khi v=0 thì chuyển động nhanh dần đều theo hướng nguợc lại. II.BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1:Giữa bản của tụ điện đặt nằm ngang cách nhau 40 cm có một điện trường đều 60V/m. Một hạt bụi có khối lượng 3g và điện tích 8.10-5C bắt đầu chuyển động từ trạng thái nghỉ từ bản tích điện dương về phía tấm tích điện âm. Bỏ qua ảnh hưởng của trọng trường. Xác định vận tốc của hạt tại điểm chính giữa của tụ điện ĐS: v=0,8m/s yy 02200q.Eagmq.E q.EV os g).t=V g).tmm1 q.E q.Ey=V os .t+ g).t .t+ g).t2 mcc   201 q.EV .t+ g).t2m Bài 2: Một electron bay vào trong một điện trường theo hướng ngược với hướng đường sức với vận tốc 2000km/s. Vận tốc của electron cuối đoạn đường sẽ là bao nhiêu nếu hiệu điện thế cuối đoạn đường đó là 15V. ĐS: v=3,04.10 m/s Bài 3: Một electron bắt đầu chuyển động dọc theo chiều đường sức điện trường của một tụ điện phẳng, hai bản cách nhau một khoảng 2cm và giữa chúng có một hiệu điện thế 120V. Electron sẽ có vận tốc là bai nhiêu sau khi dịch chuyển được một quãng đường 1cm. Bài 4: Một electron bay vào điện trường của một tụ điện phẳng theo phương song song cùng hướng với các đường sức điện trường với vận tốc ban đầu là 8.106m/s. Hiệu điện thế tụ phải có giá trị nhỏ nhất là bao nhiêu để electron không tới được bản đối diện ĐS: U>=182V Bài 5: Hại bụi có m=10-12 nằm cân bằng giữa điện trường đều giữa hai bản tụ.Biết U=125V và d=5cm. a.Tính điện tích hạt bụi? b.Nếu hạt bụi mất đi 5e thì muốn hạt bụi cân bằng U=? DẠNG 2: VECTƠ VẬN TỐC CỦA ĐIỆN TÍCH NGƯỢC HƯỚNG ĐƯỜNG SỨC I.LÍ THUYẾT b. Góc =1800 (Ban đầu vào điện trường ngược hướng đường sức) Trường hợp này ngược hướng với véc tơ cường độ điện trường. Dựa vào I, II ta có: Trên trục 0x (V) 0V xx00a0V .sin 0x=V .sin .t=0 Trên trục 0y:(VI) Nếu tổng hợp lực điện và trọng lực trên phương Oy mà hướng cùng Oy thì vật chuyển động theo hai quá trình. Quá trình 1: chuyển động thẳng chậm dần đều ngược chiều dương trục oy: Giả sử: Khi đến thì dừng lại, quá trình này diễn ra trong thời gian t1 thỏa mãn: => t1=. (11) Quãng đường MN=S được xác định: 2.a.S V2- V02 V02 (12) (V0 trong trường hợp này lấy giá trị âm vìngược hướng 0y). Nếu thì chuyển động thẳng chậm dần đều ngược chiều dương trục 0y và đập vào bản dương gây ra va chạm. đây chỉ xét d- (Điểm vẫn nằm trong khoảng không gian giữa hai bản) Quá trình 2: Tại điện tích bắt đầu lại chuyển động thẳng nhanh dần đều theo trục 0y. Với vận tốc tại bằng không, gia tốc và bài toán như trường hợp =0. Nếu tổng hợp lực điện và trọng lực trên phương Oy mà ngược hướng cùng Oy thì vật chuyển động nhanh dần đều theo hướng ngược Oy. yy 02200q.Eagmq.E q.EV os g).t= g).tmm1 q.E q.Ey=V os .t+ g).t .t+ g).t2 mcc   01q.E g).tm 0Vq.Egm 0V yq.Eagm  II.BÀI TẬP VẬN DỤNG 1. Một có vận tốc ban đầu vo 3. 106 m/s chuyển động dọc theo chiều đường sức của một điện trường có cường độ điện trường 1250 V/m. Bỏ qua tác dụng của trọng trường, chuyển động như thế nào? s: -2,2. 1014 m/s2, s= cm. 2. Một chuyển động với vận tốc ban đầu 104 m/s dọc theo đường sức của một điện trường đều được một quảng đường 10 cm thì dừng lại. a. Xác định cường độ điện trường. b. Tính gia tốc của e. s: 284. 10-5 V/m. 5. 107m/s2. 3. Một chuyển động dọc theo đường sức của một điện trường đều có cường độ 364 V/m. xuất phát từ điểm với vận tốc 3,2. 106 m/s. Hỏi: a. đi được quảng đường dài bao nhiêu thì vận tốc của nó bằng b. Sau bao lâu kể từ lúc xuất phát trở về điểm s: 0,08 m, 0,1 s 4: Một electron bay từ bản âm sang bản dương của một tụ điện phẳng. Điện trường trong khoảng hai bản tụ có cường độ E=6.104V/m. Khoảng cách giưac hai bản tụ =5cm. a. Tính gia tốc của electron. (1,05.1016 m/s2) b. tính thời gian bay của electron biết vận tốc ban đầu bằng 0. (3ns) c. Tính vận tốc tức thời của electron khi chạm bản dương. (3,2.107 m/s2) 5: Giữa hai bản kim loại đặt song song nằm ngang tích điện trái dấu có một hiệu điện thế U1=1000V khoảng cách giữa hai bản là d=1cm. đúng giưã hai bản có một giọt thủy ngân nhỏ tích điện dương nằm lơ lửng. Đột nhiên hiệu điện thế giảm xuống chỉ còn U2 995V. Hỏi sau bao lâu giọt thủy ngân rơi xuống bản dương DẠNG 3: VECTƠ VẬN TỐC CỦA ĐIỆN TÍCH VUÔNG GÓC ĐƯỜNG SỨC I.LÍ THUYẾT c. Góc =900(Ban đầu bay vào theo hướng vuông góc vơi đường sức điên) Dưa vào I, II ta có: Trên trục 0x (VI) Trên trục 0y:(VII) Từ trên ta khẳng định chuyển động như chuyển độngcủa vật bị ném ngang. yy0220q.Eagmq.E q.EV os g).t= g).tmm1 q.E q.Ey=V os .t+ g).t g).t2 mcc   Thời gian để đến được bản âm là t1 thỏa mãn: => t1 (13) Để kiểm tra xem có đập vào bản âm không ta phải xét: (14) II.BÀI TẬP VẬN DỤNG Bài 1. Một được bắn với vận tốc đầu 2. 10-6 m/s vào một điện trường đều theo phương vuông góc với đường sức điện. Cường độ điện trường là 100 V/m. Tính vận tốc của khi nó chuyển động được 10-7 trong điện trường. Điện tích của là –1,6. 10-19C, khối lượng của là 9,1. 10-31 kg. s: 1,6. 10-17 N. 1,76. 1013 m/s2 vy 1, 76. 106 m/s, 2,66. 106 m/s. Bài 2. Một được bắn với vận tốc đầu 4. 107 m/s vào một điện trường đều theo phương vuông góc với các đường sức điện. Cường độ điện trường là 103 V/m. Tính: a. Gia tốc của e. b. Vận tốc của khi nó chuyển động được 2. 10-7 trong điện trường. s: 3,52. 1014 m/s2; 8,1. 107 m/s. Bài 3. Cho bản kim loại phẳng có độ dài l=5 cm đặt nằm ngang song song với nhau,cách nhau d=2 cm. Hiệu điện thế giữa bản là 910V. Một bay theo phương ngang vào giữa bản với vận tốc ban đầu v0=5.107 m/s. Biết ra khỏi được điện trường. Bỏ qua tác dụng của trọng trường 1) Viết ptrình quĩ đạo của trong điện trường (y=0,64x2) 2) Tính thời gian đi trong điện trường? Vận tốc của nó tại điểm bắt đầu ra khỏi điện trường?(10-7s, 5,94m/s) 3) Tính độ lệch của khỏi phương ban đầu khi ra khỏi điện trường? (ĐS: 0,4 cm) Bài 4: Một electron bay trong điện trường giữa hai bản của một tụ điện đã tích điện và đặt cách nhau 2cm với vận tốc 3.107m/s theo phương song song với các bản của tụ điện. Hiệu điện thế giữa hai bản phải là bao nhiêu để electron lệch đi 2,5mm khi đi được đoạn đường 5cm trong điện trường. Bài 5.Sau khi được tăng tốc bởi U=200V, một điện tử bay vào chính giữa hai bản tụ theo phương song song hai bản.Hai bản có chiều dài l=10cm, khoảng cách giữa hai bản d=1cm.Tìm giữa hai bản để điện tủ không ra khỏi đuợc tụ? ĐS: U>=2V 211 q.E( g).t2m 01V .t Bài 6.Một có động năng 11,375eV bắt đầu vào điện trường đều nằm giữa hai bản theo phương vuông góc với đường sức và cách đều hai bản. a.Tính vận tốc v0 lúc bắt đầu vào điện trường? b,Thời gian đi hết l=5cm của bản. c.Độ dịch theo phương thẳng đứng khi ra khỏi điện trường, biết U=50V, d=10cm. d.Động năng và vận tốc tại cuối bản Bài 7.Điện tử mang năng lượng 1500eV bay vào tụ phẳng theo hướng song song hai bản.Hai bản dài l=5cm, cách nhau d=1cm.Tính giữa hai bản để điện tử bay ra khỏi tụ theo phương hợp các bản góc 110. ĐS U=120V DẠNG 4: VECTƠ VẬN TỐC CỦA ĐIỆN TÍCH XIÊN GÓC ĐƯỜNG SỨC d. Trường hợp góc 900<< 1800 thì điện tích chuyển động như một vật bị ném xiên lên. Tọa độ của đỉnh Parabol là: (Dựa theo công thức cotg. .. x2 x= (15) y= V02. cos2α .V02..4.cos2α V02. cos2α (16) Xét xem có đập dương hay không: Xem tọa độ đỉnh:y>b-d thì có và ngược lại thì không Xét xem có đập vào bản âm hay không: Thời gian để có tọa độ là thỏa mãn phương trình (13) Kiểm tra xem khi đó x< hay chưa e. Trường hợp 00<< 900 thì chuyển động như vật bị ném xiên xuống. Tọa độ đỉnh của Parabol là x=0, y=0. đập vào bản âm thời điểm t1 thỏa mãn b. (Nếu x(t1) thì bay ra ngoài mà không đập vào bản âm chút nào) Thường là x(t1) nên đập vào bản âm tại điểm cách mép trái bản âm khoảng x(t1). 12 2201V .sin 2200220cotg2V cos .sin sin211.2 .sin  12 Trên đây chỉ là phần trích dẫn 10 trang đầu của tài liệu và có thế hiển thị lỗi font, bạn muốn xem đầyđủ tài liệu gốc thì ấn vào nút Tải về phía dưới.