Đề bài

Cho sơ đồ máy lọc không khí dưới đây.

Nguyên lý hoạt động của máy lọc không khí như sau:

Đầu tiên quạt hút của máy sẽ tiến hành hút không khí qua màng lọc

Màng lọc (1) sẽ lọc các hạt bụi có kích cỡ lớn.

Màng lọc (2), (3) sẽ ion hóa các hạt bụi nhỏ hơn và giữ chúng bằng lực tĩnh điện.

Màng lọc (4) sẽ lọc lượng bụi còn lại cùng vi khuẩn và mùi.

Cuối cùng sẽ thổi không khí đã được làm sạch ra ngoài. Biết khoảng cách giữa hai màng lọc (2) và (3) là 5 mm, coi vùng không gian giữa hai màng (2), (3) là điện trường đều và hiệu điện thế giữa hai bản là 15 kV.

Các khẳng định sau đúng hay sai?

a) Vectơ cường độ điện trường giữa hai màng lọc (2) và (3) có phương nằm ngang,chiều từ (3) sang (2).

Đúng

Sai

b) Sau khi bị ion hóa, ion âm sẽ bị hút về phía màng lọc số (3).

Đúng

Sai

c) Cường độ điện trường giữa hai màng lọc (2) và (3) là \({3.10^6}\) V/m

Đúng

Sai

d) Một hạt bụi mang điện tích \({q_1} = {10^{ - 14}}\) C, công của lực điện khi di chuyển hạt bụitừ màng lọc (2) sang màng lọc (3) là 150 pJ.

Đúng

Sai

Đáp án

a) Vectơ cường độ điện trường giữa hai màng lọc (2) và (3) có phương nằm ngang,chiều từ (3) sang (2).

Đúng

Sai

b) Sau khi bị ion hóa, ion âm sẽ bị hút về phía màng lọc số (3).

Đúng

Sai

c) Cường độ điện trường giữa hai màng lọc (2) và (3) là \({3.10^6}\) V/m

Đúng

Sai

d) Một hạt bụi mang điện tích \({q_1} = {10^{ - 14}}\) C, công của lực điện khi di chuyển hạt bụitừ màng lọc (2) sang màng lọc (3) là 150 pJ.

Đúng

Sai

Phương pháp giải

Trong điện trường đều, vectơ cường độ điện trường \(\overrightarrow E \) có phương trùng với đường nối hai bản và chiều từ bản dương sang bản âm.

Ion âm bị hút về bản dương theo lực điện F=qE.

Cường độ điện trường trong điện trường đều được tính theo công thức: \(E = \frac{U}{d}\)

Công của lực điện được tính theo công thức: \(A = qU\)

a) Nếu màng lọc (3) có điện thế cao hơn màng lọc (2), thì E sẽ có chiều từ (3) sang (2).

Đề bài không nêu rõ màng nào có điện thế cao hơn, nhưng nếu ta giả sử màng (3) có điện thế cao hơn màng (2), thì E sẽ có chiều từ (3) sang (2).

→ Đúng

b) Nếu màng lọc (3) có điện thế cao hơn màng lọc (2) ((3) là dương, (2) là âm), thì ion âm sẽ bị hút về phía (3). Giả sử màng (3) có điện thế cao hơn màng (2), thì ion âm sẽ bị hút về phía màng (3).

→ Đúng

c) \(E = \frac{U}{d} = \frac{{{{15.10}^3}}}{{{{5.10}^{ - 3}}}} = {3.10^6}{\rm{\;V/m}}\) → Đúng

d) \(A = qU = ({10^{ - 12}})({15.10^3}) = 1,{5.10^{ - 8}}{\rm{\;J}} = 15{\rm{\;pJ}}\) → Sai