Giải Câu hỏi trang 53 Chuyên đề Vật lí 12

Lời giải

Tóm tắt: $U_h = 0{,}8$ V; điện tích electron $e = 1{,}6\cdot10^{-19}$ C; khối lượng electron $m = 9{,}1\cdot10^{-31}$ kg.

Bước 1 — Liên hệ hiệu điện thế hãm với động năng ban đầu cực đại.
Hiệu điện thế hãm $U_h$ là hiệu điện thế vừa đủ để giữ lại cả những quang electron bật ra với tốc độ lớn nhất. Khi đó công của lực điện trường cản bằng động năng ban đầu cực đại của quang electron:
$$e\,U_h = \frac{1}{2}m v_{0\max}^2$$

Bước 2 — Rút ra tốc độ ban đầu cực đại.
$$v_{0\max} = \sqrt{\dfrac{2e\,U_h}{m}}$$

Bước 3 — Thay số.
$$v_{0\max} = \sqrt{\dfrac{2\cdot(1{,}6\cdot10^{-19})\cdot 0{,}8}{9{,}1\cdot10^{-31}}} = \sqrt{\dfrac{2{,}56\cdot10^{-19}}{9{,}1\cdot10^{-31}}} = \sqrt{2{,}81\cdot10^{11}}$$
$$v_{0\max} \approx 5{,}3\cdot10^{5}\ \text{m/s}$$

Kiểm tra: $\frac{1}{2}m v_{0\max}^2 = \frac{1}{2}\cdot 9{,}1\cdot10^{-31}\cdot(5{,}3\cdot10^{5})^2 \approx 1{,}28\cdot10^{-19}$ J $= e\,U_h = 1{,}6\cdot10^{-19}\cdot 0{,}8 = 1{,}28\cdot10^{-19}$ J. Vậy kết quả phù hợp.

Vậy tốc độ ban đầu cực đại của quang electron là $v_{0\max} \approx 5{,}3\cdot10^{5}$ m/s.

Đáp số