Bài 3428

Question

Điện trường trong khí quyển có hướng thẳng đứng xuống dưới (ở các độ cao hợp lí). Cường độ của nó bằng $60 V/m$ ở độ cao $300m$ và bằng $100 V/m$ ở độ cao $200m$. Tính lượng điện tích chứa trong khối không khí hình lập phương có cạnh bằng $100$, nằm giữa hai độ cao đó. Tính số ion (hoá trị 1) trung bình chứa trong $1m^3$ không khí. Nêu nhận xét về kết quả thu được.

Chu Đức Anh · Answer 1 · 9/12/2012 2:07:45 PM

Xét không khí lập phương có 2 mặt nằm ngang. Chọn chiều dương của pháp tuyến $\overrightarrow {n} $ với các mặt hướng ra phía ngoài. Ta tính điện thông qua các mặt. Điện thông qua các mặt thẳng đứng bằng 0. Điện thông qua mặt trên là $\Phi_1=-SE_1$, và mặt phẳng dưới là $\Phi_2=SE_2$, với $E_1, E_2$ là cường độ điện trường tại mặt trên và mặt dưới; theo đề bài $E_1=60 V/m$ và $E_2=100 V/m$. Điện trường toàn phần qua toàn bộ khối không khí là :
        $\Phi=\Phi_1+\Phi_2=S(E_2-E_1)$
Theo định lí $O-G : \Phi=\frac{Q}{\varepsilon _0} $ với Q là lượng điện tích chứa trong khối không khí đó
Suy ra : $Q=\varepsilon _0 S(E_2-E_1)\sim 3.10^{-6} C $
Số ion hoá trị 1 chứa trong đó là :
        $N=\frac{Q}{e} \sim 2.10^{13} ion $
Ta có số ion trong $1m^3$ :
        $n=\frac{N}{(10^2)^3} \sim 2.10^7$
Ta thấy n có trị số khá lớn. Tuy vậy nếu so sánh với số phân tử không khí chứa trong $1m^3$ ta thấy cứ $10^{18}$ phân tử mới có 1 ion mà thôi. Như vậy là, thực ra số ion tương đối nhỏ. Tuy nhiên ta cũng thấy là chỉ một sai lệch rất nhỏ khỏi trạng thái trung hoà (về điện) đã có thể gây ra các hiệu ứng quan trọng.

Bài 3428

1 Đáp án

Lý thuyết liên quan

Bài 3428

1 Đáp án

Liên quan

Lý thuyết liên quan