Hướng dẫn giải Bài tập chủ đề 4 Bài 6 Bài 3. Nguồn điện – năng lượng điện và công suất điện (trang 97, 98, 99, 100, 101, 102, 103, 104, 105) – SGK Vật Lí 11 Cánh diều. Gợi ý: Điện lượng chuyển qua ampe kế \(\Delta q = I. \Delta t\).
Câu hỏi/Đề bài:
Hình 3 mô tả đèn điện tử chân không, bao gồm bóng đèn thủy tinh đã hút chân không (áp suất trong bóng đèn còn khoảng \({10^{ – 6}}\)mmHg). Bên trong bóng đèn có hai cực: anode là một bản kim loại, còn cathode là dây vonfram bị đốt nóng, làm bật ra các electron tự do hay còn gọi là các điện tử tự do. Nối anode và cathode với nguồn điện một chiều thì các electron chuyển động thành dòng và tạo thành dòng điện có cường độ 4,5 mA.
a) Tính điện lượng chuyển qua ampe kế trong 3 phút.
b) Tính số electron di chuyển qua anode trong 3 phút.
c) Cho biết hiệu điện thế giữa anode và cathode là 75V. Tính năng lượng một electron thu được khi nó di chuyển từ cathode đến anode?
Hướng dẫn:
Điện lượng chuyển qua ampe kế \(\Delta q = I.\Delta t\). Năng lượng electron thu được khi di chuyển từ cathode đến anode là \({\rm{W}} = qEd = qU\).
Lời giải:
a) Điện lượng chuyển qua ampe kế trong 3 phút là: \(\Delta q = I.\Delta t = 4,{5.10^{ – 3}}.(3.60) = 0,81\) (C).
b) Số electron di chuyển qua anode trong 3 phút là:
\(N = \frac{{\Delta q}}{{\left| {{q_e}} \right|}} = \frac{{0,81}}{{1,{{6.10}^{ – 19}}}} = 5,{0625.10^{18}}\) (electron).
c) Năng lượng một electron thu được khi nó di chuyển từ cathode đến anode là: \({\rm{W}} = \left| {{q_e}} \right|U = 1,{6.10^{ – 19}}.75 = 1,{2.10^{ – 17}}\)(J).