Đề bài

Công cần thiết để hai hạt proton đến gần nhau 0,5m là bao nhiêu biết rằng lúc đầu chúng cách nhau 1m trong chân không?

• A. 23,04.10^-19J
• B. -23,04.10^-29J
• C. 23,04.10^-29J
• D. -23,04.10^-19J

Phương pháp giải

+ Áp dụng biểu thức tính điện thế: \({V_M} = \frac{{{A_{M\infty }}}}{q} = k\frac{Q}{r}\)

+ Áp dụng biểu thức tính công: A_MN = (V_M – V_N ).q

Lời giải của GV Loigiaihay.com

Để hai hạt proton lại gần nhau hơn, ta có thể để một hạt proton đứng yên, còn proton kia di chuyển từ A đến B.

Gọi O là vị trí của proton đứng yên, A là vị trí ban đầu của proton cần di chuyển, B là vị trí lúc sau khi di chuyển của proton đó.

Ta có: $OA = 1m;OB = 0,5m$

Điện thế do proton đứng yên tại O gây ra tại A và B là:

       + Tại A: \({V_A} = k\frac{q}{{{r_A}}} = {9.10^9}\frac{{1,{{6.10}^{ - 19}}}}{1} = 14,{4.10^{ - 10}}V\)

       + Tại B: \({V_B} = k\frac{q}{{{r_B}}} = {9.10^9}\frac{{1,{{6.10}^{ - 19}}}}{{0,5}} = 28,{8.10^{ - 10}}V\)

Công của lực điện trường khi proton thứ hai di chuyển từ A đến B là:

$A = q({V_A} - {V_B}) = {1,6.10^{ - 19}}({14,4.10^{ - 10}} - {28,8.10^{ - 10}}) = - {23,04.10^{ - 29}}J$

Công của điện trường là công cản => Công cần thiết để di chuyển proton từ A đến B là:

A’ = - A = 23,04.10^-29J

Đáp án : C