Giải Bài I.9, I.10, I.11, I.12 trang 17 Sách BT Lý 11: Tính chu kỳ quay của electron quanh hạt nhân ?

Bài Ôn tập chương I SBT Lý lớp 11. Giải bài I.9, I.10, I.11, I.12 trang 17. Câu I.9: Di chuyển một điện tích q từ điểm M đến điểm N trong một điện trường. Công AMN của lực điện sẽ càng lớn nếu…;  Tính chu kỳ quay của electron quanh hạt nhân ?

Bài I.9, I.10: Di chuyển một điện tích q từ điểm M đến điểm N trong một điện trường. Công A_MN của lực điện sẽ càng lớn nếu

A. đường đi MN càng dài.

Bạn đang xem: Giải Bài I.9, I.10, I.11, I.12 trang 17 Sách BT Lý 11: Tính chu kỳ quay của electron quanh hạt nhân ?

B. đường đi MN càng ngắn.

C. hiệu điện thế U_MN càng lớn.

D. hiệu điện thế U_MN càng nhỏ.

Đáp án C

Đồ thị nào trên hình I.2 biểu diễn sự phụ thuộc của điện tích của một tụ điện vào hiệu điện thế giữa hai bản của nó?

A. Đồ thị a.

B. Đồ thị b.

C. Đồ thị c.

D. Không có đồ thị nào.

Đáp án B

Bài I.11: Có một hệ ba điện tích điểm: q₁ = 2q, đặt tại điểm A; q₂ = q đặt tại điểm B, với q dương; và q₃ = q₀ đặt tại điểm C, với q₀ âm. Bỏ qua trọng lượng của ba điện tích. Hệ ba điện tích này nằm cân bằng trong chân không.

a) Các điện tích này phải sắp xếp như thế nào?

b) Biết AB = a. Tính BC theo a.

c) Tính q theo q₀.

a) Mỗi điện tích chịu tác dụng của hai lực. Muốn hai lực này cân bằng nhau thì chúng phải có cùng phương, ngược chiều và cùng cường độ. Như vậy, ba điểm A, B, C phải nằm trên cùng một đường thẳng.

Điện tích âm q₀ phải nằm xen giữa hai điện tích dương và phải nằm gần điện tích có độ lớn q (Hình I.1. G)

 

b) Đặt BC = x và AB = a. Ta có AC = x – a.

Cường độ của lực mà điện tích q tác dụng lên q₀ là :

\({F_{BC}} = k{{\left| {q{q_0}} \right|} \over {{x^2}}}\)

Cường độ của lực mà điện tích 2q tác dụng lên q₀ là :

\({F_{AC}} = k{{\left| {2q{q_0}} \right|} \over {{{(a – x)}^2}}}\)

Với F_BC = F_AC thì ta có:

\({1 \over {{x^2}}} = {2 \over {{{(a – x)}^2}}}\)

Giải ra ta được \(x = a(\sqrt 2 – 1)\). Vậy  \(BC = a(\sqrt 2 – 1) \approx 0,414a\)

c) Xét sự cân bằng của điện tích q.

Cường độ của lực mà điện tích 2q tác dụng lên q là :

\({F_{AB}} = k{{\left| {2{q^2}} \right|} \over {{a^2}}}\)

Cường độ của lực mà điện tích q₀ tác dụng lên q là :

\({F_{CB}} = k{{\left| {{q_0}q} \right|} \over {{x^2}}}\)

Vì F_AB = F_CBnên ta có:

\({{2\left| q \right|} \over {{a^2}}} = {{\left| {{q_0}} \right|} \over {{x^2}}}\)

\(\eqalign{
& \left| q \right| = {{{a^2}} \over {2{x^2}}}\left| {{q_0}} \right| = {1 \over {2{{\left( {\sqrt 2 – 1} \right)}^2}}}\left| {{q_0}} \right| \approx 2,91\left| {{q_0}} \right| \cr
& q \approx – 2,91{q_0} \cr} \)

Bài I.12: Cho rằng một trong hai electron của nguyên tử heli chuyển động tròn đều quanh hạt nhân, trên quỹ đạo có bán kính 1,18.10^-10 m.

a) Tính lực hút của hạt nhân lên electron này.

b) Tính chu kỳ quay của electron này quanh hạt nhân.

Cho điện tích của electron là -1,6.10^-19 C; khối lượng của electron là 9,1.10^-31kg.

a) \(F = k{{\left| {2{e^2}} \right|} \over {{r^2}}} = {9.10^9}{{{{2.1,6}^2}{{.10}^{ – 38}}} \over {{{1,18}^2}{{.10}^{ – 20}}}} \approx {33,1.10^{ – 9}}N\)

 b) Lực điện đóng vai trò của lực hướng tâm.

\(\eqalign{
& F = mr{\omega ^2} = mr.{{4{\pi ^2}} \over {{T^2}}} \cr
& T = 2\pi \sqrt {{{mr} \over F}} = 2\pi \sqrt {{{{{9,1.10}^{ – 31}}{{.1,18.10}^{ – 10}}} \over {{{33,1.10}^{ – 9}}}}} \cr
& T \approx {3,55.10^{ – 16}}s \cr}\)

Đăng bởi: Monica.vn

Chuyên mục: Giải bài tập

[toggle title=”Xem thêm Bài I.9, I.10, I.11, I.12 trang 17 Sách BT Lý 11: Tính chu kỳ quay của electron quanh hạt nhân ?” state=”close”]
Bài Ôn tập chương I SBT Lý lớp 11. Giải bài I.9, I.10, I.11, I.12 trang 17. Câu I.9: Di chuyển một điện tích q từ điểm M đến điểm N trong một điện trường. Công AMN của lực điện sẽ càng lớn nếu…;  Tính chu kỳ quay của electron quanh hạt nhân ?

Bài I.9, I.10: Di chuyển một điện tích q từ điểm M đến điểm N trong một điện trường. Công A_MN của lực điện sẽ càng lớn nếu

A. đường đi MN càng dài.

B. đường đi MN càng ngắn.

C. hiệu điện thế U_MN càng lớn.

D. hiệu điện thế U_MN càng nhỏ.

Đáp án C

Đồ thị nào trên hình I.2 biểu diễn sự phụ thuộc của điện tích của một tụ điện vào hiệu điện thế giữa hai bản của nó?

A. Đồ thị a.

B. Đồ thị b.

C. Đồ thị c.

D. Không có đồ thị nào.

Đáp án B

Bài I.11: Có một hệ ba điện tích điểm: q₁ = 2q, đặt tại điểm A; q₂ = q đặt tại điểm B, với q dương; và q₃ = q₀ đặt tại điểm C, với q₀ âm. Bỏ qua trọng lượng của ba điện tích. Hệ ba điện tích này nằm cân bằng trong chân không.

a) Các điện tích này phải sắp xếp như thế nào?

b) Biết AB = a. Tính BC theo a.

c) Tính q theo q₀.

a) Mỗi điện tích chịu tác dụng của hai lực. Muốn hai lực này cân bằng nhau thì chúng phải có cùng phương, ngược chiều và cùng cường độ. Như vậy, ba điểm A, B, C phải nằm trên cùng một đường thẳng.

Điện tích âm q₀ phải nằm xen giữa hai điện tích dương và phải nằm gần điện tích có độ lớn q (Hình I.1. G)

 

b) Đặt BC = x và AB = a. Ta có AC = x – a.

Cường độ của lực mà điện tích q tác dụng lên q₀ là :

\({F_{BC}} = k{{\left| {q{q_0}} \right|} \over {{x^2}}}\)

Cường độ của lực mà điện tích 2q tác dụng lên q₀ là :

\({F_{AC}} = k{{\left| {2q{q_0}} \right|} \over {{{(a – x)}^2}}}\)

Với F_BC = F_AC thì ta có:

\({1 \over {{x^2}}} = {2 \over {{{(a – x)}^2}}}\)

Giải ra ta được \(x = a(\sqrt 2 – 1)\). Vậy  \(BC = a(\sqrt 2 – 1) \approx 0,414a\)

c) Xét sự cân bằng của điện tích q.

Cường độ của lực mà điện tích 2q tác dụng lên q là :

\({F_{AB}} = k{{\left| {2{q^2}} \right|} \over {{a^2}}}\)

Cường độ của lực mà điện tích q₀ tác dụng lên q là :

\({F_{CB}} = k{{\left| {{q_0}q} \right|} \over {{x^2}}}\)

Vì F_AB = F_CBnên ta có:

\({{2\left| q \right|} \over {{a^2}}} = {{\left| {{q_0}} \right|} \over {{x^2}}}\)

\(\eqalign{
& \left| q \right| = {{{a^2}} \over {2{x^2}}}\left| {{q_0}} \right| = {1 \over {2{{\left( {\sqrt 2 – 1} \right)}^2}}}\left| {{q_0}} \right| \approx 2,91\left| {{q_0}} \right| \cr
& q \approx – 2,91{q_0} \cr} \)

Bài I.12: Cho rằng một trong hai electron của nguyên tử heli chuyển động tròn đều quanh hạt nhân, trên quỹ đạo có bán kính 1,18.10^-10 m.

a) Tính lực hút của hạt nhân lên electron này.

b) Tính chu kỳ quay của electron này quanh hạt nhân.

Cho điện tích của electron là -1,6.10^-19 C; khối lượng của electron là 9,1.10^-31kg.

a) \(F = k{{\left| {2{e^2}} \right|} \over {{r^2}}} = {9.10^9}{{{{2.1,6}^2}{{.10}^{ – 38}}} \over {{{1,18}^2}{{.10}^{ – 20}}}} \approx {33,1.10^{ – 9}}N\)

 b) Lực điện đóng vai trò của lực hướng tâm.

\(\eqalign{
& F = mr{\omega ^2} = mr.{{4{\pi ^2}} \over {{T^2}}} \cr
& T = 2\pi \sqrt {{{mr} \over F}} = 2\pi \sqrt {{{{{9,1.10}^{ – 31}}{{.1,18.10}^{ – 10}}} \over {{{33,1.10}^{ – 9}}}}} \cr
& T \approx {3,55.10^{ – 16}}s \cr}\)

[/toggle]