Một electron bắt đầu vào điện trường đều có cường độ E = 2 . 10 3 V / m với vận tốc ban đầu v 0 = 5 . 10 6 V / m dọc theo phương đường sức.
a. Tính quãng đường s và thời gian t mà electron đi được cho đến khi dừng lại. Mô tả chuyển động của electron sau khi nó dừng lại.
b. Nếu điện trường chỉ tồn tại trong khoảng l = 1 cm dọc theo đường đi của electron thì electron sẽ chuyển động với vận tốc là bao nhiêu khi ra khỏi điện trường ?
Vì → q= e < 0 F → ↑ ↓ E →
Lực điện trường tác dụng lên electron: F → = q E → = m a →
→ a = q E m = − 1 , 6.10 − 19 .2.10 3 9 , 1.10 − 31 = − 0 , 35.10 15
Vì F → ↑ ↓ E → → a → ↑ ↓ v → 0
Tức là electron chuyển động chậm dần đều.
Quãng đường và thời gian vật đi được cho đến khi dừng lại là: v 2 − v 0 2 = 2 a s → 0 2 − 5.10 6 2 = 2 ( − 0 , 35.10 15 ) . s → s = 35 , 7.10 − 3 m = 3 , 57 c m
→ v = v 0 + a t → 0 = 5.10 6 − 0 , 35.10 15 → t = 14 , 3.10 − 9
Sau khi dừng lại, thì electron vẫn chịu tác dụng của lực điện trường như cũ nên nó sẽ chuyển động nhanh dần trở về vị trí xuất phát.
b. Gọi v → c là vận tốc của electron cuối đoạn đường l, ta có:
v c 2 − v 0 2 = 2 a l → v c 2 − 5.10 6 2 = 2 ( − 0 , 35.10 15 ) .10 − 2 → v c = 18.10 12
Trong trường hợp này thì khi electron đi hết đoạn đường l cũng là lúc nó ra khỏi điện trường nên không còn tác dụng của lực điện trường nữa. Do đó nó sẽ chuyển động thẳng đều.