Đặt vào hai bản kim loại phẳng song song, cách nhau 2 cm một hiệu điện thế U = 500 V

Giải SBT Vật lí 11 Bài 18: Điện trường đều

Câu 18.19 trang 38 SBT Vật Lí 11: Đặt vào hai bản kim loại phẳng song song, cách nhau 2 cm một hiệu điện thế U = 500 V. Người ta có thể tạo ra ion bằng cách thổi hơi ẩm vào giữa hai bản phẳng này. Giả sử hơi ẩm được thổi vào với vận tốc 50 m/s, một phân tử H₂O ở vị trí cách đều hai bản phẳng bị tách thành một ion OH^- (khối lượng ${\text{m}}_1=2,833\cdot {10}^{-26}\text{kg}$, điện tích ${\text{q}}_1=-1,6\cdot {10}^{-19}\text{C}$) và một ion H⁺ (khối lượng ${\text{m}}_2=0,1678\cdot {10}^{-26}\text{kg}$, điện tích ${\text{q}}_2=+1,6\cdot {10}^{-19}\text{C}$). Bỏ qua các loại lực cản môi trường, hãy xác định phương trình quỹ đạo cho chuyển động tiếp theo của hai ion này và vẽ hình minh hoạ.

Lời giải:

Chọn gốc toạ độ là điểm ion hoá, trục Oy theo chiều thẳng đứng hướng lên trên. Phương trình quỹ đạo của ion âm OH^- là:

$y=-\frac{1}{2}\cdot \frac{q_{1}U}{m_{1}d}{\left(\frac{x}{v_0}\right)}^2=2,824\cdot {10}^7\cdot x^2\left(m\right)$

Phương trình quỹ đạo của ion dương H⁺ là:

$y=-\frac{1}{2}\cdot \frac{q_{2}U}{m_{2}d}{\left(\frac{x}{v_0}\right)}^2=-47,6758\cdot {10}^7{x}^2\left(m\right)$