Bài 1.6 trang 4 SBT Vật Lí 11


Đề bài

a) Tính lực hút tĩnh điện giữa hạt nhân trong nguyên tử heli với một êlectron trong lớp vỏ nguyên tử. Cho rằng êlectron này nằm cách hạt nhân 2,94.10-11 m.

b) Nếu êlectron này chuyển động tròn đều quanh hạt nhân với bán kính quỹ đạo như đã cho ở trên thì tốc độ góc của nó sẽ là bao nhiêu ?

c) So sánh lực hút tĩnh điện với lực hấp dẫn giữa hạt nhân và êlectron.

Điện tích của êlectron : -1,6.10-19C. Khối lượng của êlectron : 9,1.10-31kg.

Khối lượng của hạt nhân heli 6,65.10-27kg. Hằng số hấp dẫn 6,67.1011 m3/kg.s2.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

+ Sử dụng biểu thức định luật Cu-long: \(F=\dfrac{kq_1q_2}{r^2}\)

+ Sử dụng biểu thức tính lực hướng tâm: \({F_{ht}} = m{a_{ht}} = m{\omega ^2}r\)

+ Sử dụng biểu thức tính lực hấp dẫn: \({F_{hd}} = G\dfrac{{{m_1}.{m_2}}}{{{r^2}}}\)

Lời giải chi tiết

Ta có:

+ Hạt nhân là proton có điện tích dương  \({p_0} = 1,{6.10^{ - 19}}C\)  

Hạt nhân nguyên tử Heli có 2 proton => Điện tích của hạt nhân nguyên tử Heli là \(p = 2{p_0} = 2.1,{6.10^{ - 19}} = 3,{2.10^{ - 19}}C\)

+ Electron là điện tích âm \(e =  - 1,{6.10^{ - 19}}C\)

a) Lực hút tĩnh điện giữa hạt nhân trong nguyên tử Heli với một electron trong lớp vỏ nguyên tử:

\(F = k\dfrac{{\left| {{q_1}{q_2}} \right|}}{{{r^2}}} = k\dfrac{{\left| {q.e} \right|}}{{{r^2}}} \\= {9.10^9}\dfrac{{\left| {3,{{2.10}^{ - 19}}.\left( { - 1,{{6.10}^{ - 19}}} \right)} \right|}}{{{{\left( {2,{{94.10}^{ - 11}}} \right)}^2}}} \\= 5,{33.10^{ - 7}}N\)

b) Electron khi chuyển động xung quanh hạt nhân thì khi đó lực hút tĩnh điện đóng vai trò là lực hướng tâm

Ta có: \(F = {F_{ht}} = m{a_{ht}} = m{\omega ^2}r\)

Ta suy ra tốc độ góc của electron là:

\(\omega  = \sqrt {\dfrac{F}{{mr}}}  \\= \sqrt {\dfrac{{5,{{33.10}^{ - 11}}}}{{9,{{1.10}^{ - 31}}.2,{{94.10}^{ - 11}}}}}  \\= 1,{41.10^{17}}\left( {rad/s} \right)\)

c) Lực hấp dẫn giữa hạt nhân và electron là:

\({F_{hd}} = G\dfrac{{{m_{hn}}.{m_e}}}{{{r^2}}} \\= 6,{67.10^{11}}.\dfrac{{6,{{65.10}^{ - 27}}.9,{{1.10}^{ - 31}}}}{{{{\left( {2,{{94.10}^{ - 11}}} \right)}^2}}} \\= 4,{67.10^{ - 24}}N\)

Ta có: \(\dfrac{F}{{{F_{hd}}}} = \dfrac{{5,{{33.10}^{ - 7}}}}{{4,{{67.10}^{ - 24}}}} = 1,{14.10^{17}}\)

Suy ra lực hút tĩnh điện gấp \(1,{14.10^{17}}\) lần lực hấp dẫn giữa hạt nhân và electron

Loigiaihay.com


Bình chọn:
4.7 trên 32 phiếu
  • Bài 1.7 trang 4 SBT Vật Lí 11

    Giải bài 1.7 trang 4 SBT Vật Lí 11. Hai quả cầu nhỏ giống nhau bằng kim loại, có khối lượng 5 g, được treo vào cùng một điểm O bằng hai

  • Bài 1.8 trang 5 SBT Vật Lí 11

    Giải bài 1.8 trang 5 SBT Vật Lí 11. Một hệ điện tích có cấu tạo gồm một ion dương +e và hai ion âm giống nhau nằm cân bằng.

  • Bài 1.9 trang 5 SBT Vật Lí 11

    Giải bài 1.9 trang 5 SBT Vật Lí 11. Một hệ gồm ba điện tích dương q giống nhau và một điện tích Q nằm cân bằng. Ba điện tích q nằm tại ba đỉnh

  • Bài 1.10 trang 5 SBT Vật Lí 11

    Giải bài 1.10 trang 5 SBT Vật Lí 11. Hai quả cầu kim loại nhỏ, giống hệt nhau, chứa các điện tích cùng dấu q1 và q2, được treo vào chung

  • Bài 1.4, 1.5 trang 4 SBT Vật Lí 11

    Giải bài 1.4, 1.5 trang 4 SBT Vật Lí 11. Đồ thị nào trong Hình 1.1 có thể biểu diễn sự phụ thuộc của lực tương tác giữa hai điện tích điểm vào

  • Bài 1.1, 1.2, 1.3 trang 3 SBT Vật Lí 11

    Giải bài 1.1, 1.2, 1.3 trang 3 SBT Vật Lí 11. Nhiễm điện cho một thanh nhựa rồi đưa nó lại gần hai vật M và N. Ta thấy thanh nhựa hút cả hai vật M và N

>> Học trực tuyến Lớp 11 trên Tuyensinh247.com. Cam kết giúp học sinh lớp 11 học tốt, hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả.