Vật lí 11 Bài 13: Điện thế và thế năng điện Giải Lý 11 Chân trời sáng tạo trang 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86

Giải Vật lí 11 Chân trời sáng tạo Bài 13: Điện thế và thế năng điện giúp các em học sinh lớp 11 có thêm nhiều gợi ý tham khảo để biết cách trả lời các câu hỏi trang 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86 thuộc chương 3 Điện trường.

Giải Lý 11 Bài 13 Chân trời sáng tạo các em sẽ hiểu được kiến thức công thức liên hệ giữa cường độ điện trường và hiệu điện thế và biết cách trả lời toàn bộ các câu hỏi cuối bài trong sách giáo khoa Vật lí 11. Đồng thời qua đó giúp quý thầy cô tham khảo để soạn giáo án cho học sinh của mình.

Giải bài tập Vật lí 11 Bài 13 trang 86

Bài 1

Độ chênh lệch điện thế giữa mặt trong và mặt ngoài của màng tế bào trong cơ thể người là 90 mV. Biết mặt trong và mặt ngoài của màng tế bào lần lượt mang điện âm và mang điện dương. Xác định công mà tế bào cần thực hiện để đưa một ion Na⁺ chuyển động từ bên trong ra bên ngoài màng tế bào theo cơ chế chủ động qua kênh protein.

Gợi ý đáp án

Ta có hiệu điện thế giữa mặt trong và mặt ngoài của màng tế bào là U = - 90mV (do mặt trong của tế bào tích điện âm, mặt ngoài của tế bảo tích điện dương).

Công của lực điện để đưa một ion Na+ (điện tích của ion Na⁺ là q = 1,6.10^-19 C ) từ mặt trong ra mặt ngoài tế bào.

U = Aq ⇒ A = qU = 1,6.10⁻¹⁹.(−90.10⁻³) = −1,44.10⁻²⁰J

Vậy, công mà tế bào cần thực hiện để đưa một ion Na+ từ mặt trong ra mặt ngoài của màng tế bào: A' = - A = 1, 44.10^-20J

Bài 2

Một electron chuyển động với tốc độ ban đầu v₀ = 1,6.10⁶m / s chuyển động vào vùng điện trường đều theo phương song song với hai bản và ở chính giữa khoảng cách hai bản như Hình 13P.1. Biết chiều dài mỗi bản là 3 cm và khoảng cách giữa hai bản là 1 cm. Giữa hai bản có điện trường hướng từ trên xuống, điện trường bên ngoài hai bản bằng 0. Biết electron di chuyển đến vị trí mép ngoài của tấm bản phía trên, tính độ lớn cường độ điện trường giữa hai bản.

Gợi ý đáp án

Chọn hệ trục Oxy như hình vẽ với gốc toạ độ được đặt tại vị trí ban đầu của electron ngay khi bay vào vùng điện trường của hai bản kim loại

+ Theo phương Ox: Electron chuyển động thẳng đều với vận tốc vo

+ Theo phương Oy: Electron chuyển động thẳng nhanh dần đều không vận tốc ban đầu với gia tốc a = \(\frac{\left | q_{e} \right | E}{m_{e} }\)

Ta có: \(\left\{\begin{matrix}x=v_{o}t\\ y=\frac{1}{2}at^{2}=\frac{1}{2}\frac{|q_{e}|E}{m_{e}}t^{2}\end{matrix}\right.\)

Theo yêu cầu bài toán, ta có: x = 0,03m , y = 0,5.10^-2 m. Lấy khối lượng electron m_e = 9,1.10^-31 kg. Thay vào hai phương trình trên ta rút ra được: t = 1.875.10^-8 s, E \(\approx\) 161,78 V/m