Giải Vật lí 11 trang 75 Kết nối tri thức

Giải Vật lí 11 trang 75

Câu hỏi trang 75 Vật Lí 11: Máy lọc không khí tạo ra chùm các ion âm OH^- (mỗi ion OH^- có khối lượng m = 2,833.10^-26 kg, điện tích –1,6.10^-19 C) có vận tốc ban đầu từ 20 m/s đến 40 m/s theo phương song song với mặt đất và cách mặt đất 50 cm. Điện trường đều đo được ở bề mặt Trái Đất là 114 V/m. Bỏ qua trọng lực và các loại lực cản khác, hãy xác định quỹ đạo của chùm ion âm này.

Lời giải:

Đặt gốc toạ độ đúng tại điểm ion âm bắt đầu vào điện trường đều. Trục Ox có hướng trùng với vectơ vận tốc ban đầu, trục Oy hướng thẳng đứng lên trên.

Độ lớn cường độ điện trường giữa hai bản phẳng là E = 114 V/m

Chú ý rằng vectơ cường độ điện trường hướng từ trên xuống dưới và ngược chiều với Oy nên hình chiếu trên phương Oy sẽ có giá trị âm.

Lực điện tác dụng lên ion âm chiếu trên phương Oy có giá trị bằng:

$F=-qE=-\left(-{\mathrm{1,6.10}}^{-19}\right).114={\mathrm{1,824.10}}^{-17}N$

Phương trình chuyển động theo phương Ox: $x=v_{0}t$

Phương trình quỹ đạo của chuyển động:

$y=\frac{1}{2}{a}_y{t}^2=\frac{1}{2}.\frac{F}{m}.t^2=\frac{1}{2}.\frac{{\mathrm{1,824.10}}^{-17}}{{\mathrm{2,833.10}}^{-26}}.{\left(\frac{x}{v_0}\right)}^2=\frac{\mathrm{3,2}}{v_0^2}.x^2$

Từ phương trình quỹ đạo ta thấy ion âm chuyển động theo cung parabol có bề lõm hướng lên trên.

Em có thể trang 75 Vật Lí 11: Mô tả được ảnh hưởng của điện trường đều lên chuyển động của một điện tích khi bay vào điện trường đều theo phương vuông góc với các đường sức. Từ đó giải thích được nguyên tắc lái tia điện tử trong ống phóng tia điện tử.

Lời giải:

Hệ thống lái tia gồm hai bản kim loại được nối với hai cực của nguồn điện. Khi đặt các hiệu điện thế thích hợp vào hai cặp bản đó, ta có thể điều khiển chùm electron đập vào vị trí xác định trên màn huỳnh quang. Các cực được cấu tạo, xếp đặt và có các điện thế sao cho chùm electron một mặt được tăng tốc, mặt khác được hội tụ lại để chỉ gây ra một điểm sáng nhỏ trên màn huỳnh quang.

Em có thể trang 75 Vật Lí 11: Giải thích được cơ chế gia tốc cho electron trong ống phóng tia X, từ đó giúp điều khiển một số đặc tính của chùm tia X theo mong muốn.

Lời giải:

Cơ chế phát tia X: Electron của Catod được tăng tốc trong điện trường mạnh nên có động năng rất lớn. Khi gặp các nguyên tử Anode, các electron này xuyên sâu vào vỏ nguyên tử, tương tác với hạt nhân và các lớp electron của nguyên tử làm dịch chuyển các electron từ tầng này qua tầng khác (nguyên tử có nhiều lớp các eclectron từ trong ra ngoài được đặt tên K, L , M.. theo mức năng lượng của electron từ thấp tới cao). Chính quá trình dịch chuyển từ tầng này sang tầng khác của các electron tạo ra tia X. Có hai dạng tia X được tạo là ‘bức xạ hãm’ và tia X đặc trưng. Bức xạ hãm tạo ra do sự tương tác giữa các điện tử và hạt nhân nguyên tử vật liệu làm bia. Tia X đặc trưng tạo ra khi các electron bắn phá bia làm bật electron trên các quỹ đạo bên trong ra khỏi nguyên tử vật liệu làm bia. Tia X này được gọi là tia X đặc trưng vì nó đặc trưng riêng cho từng loại nguyên tố làm bia. Hình ảnh được tạo ra khi chụp X quang là do bức xạ hãm, tia X đặc trưng sinh nhiệt lớn cần được giải nhiệt để đầu đèn hoạt động tốt.

Xem thêm lời giải bài tập Vật lí 11 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác: 

Giải Vật lí 11 trang 71

Giải Vật lí 11 trang 72

Giải Vật lí 11 trang 73

Giải Vật lí 11 trang 74

Giải Vật lí 11 trang 75