Để giải bài toán này, chúng ta sẽ sử dụng định luật bảo toàn năng lượng và công thức tính điện thế trong điện trường đều.
### Phân tích bài toán:
- Khi prôtôn bay dọc theo phương của đường sức điện trường đều, nó sẽ bị lực điện tác dụng làm cho vận tốc của nó thay đổi.
- Tại điểm A, prôtôn có vận tốc $v_A = 25 \times 10^4 \, m/s$ và tại điểm B, vận tốc $v_B = 0$.
- Giả sử prôtôn di chuyển từ A đến B và lực điện tác dụng lên prôtôn là $F = qE$, với $q$ là điện tích của prôtôn.
### a) Prôtôn bay dọc cùng chiều đường sức điện trường.
Điều này có nghĩa là prôtôn bị lực điện tác dụng theo chiều chuyển động, do đó nó sẽ tăng tốc đến một lúc nào đó và rồi bị giảm tốc đến khi dừng lại tại điểm B.
### b) Lực điện tác dụng lên prôtôn không sinh công.
Lực điện thực sự sinh công khi prôtôn di chuyển theo chiều của lực. Tuy nhiên, để nói rằng "lực điện tác dụng không sinh công", chúng ta cần chỉ ra một sự thiếu chính xác trong câu hỏi. Lực điện tác dụng sinh công khi prôtôn di chuyển trong điện trường đều.
### c) Hiệu điện thế AM là $U_{AM}=0$.
Đúng vậy, nếu AM là đoạn vuông góc với đường sức điện trường, thì hiệu điện thế giữa hai điểm này là bằng 0. Công của lực điện sẽ không được tính ở đoạn này.
### d) Tính toán điện thế tại điểm B:
Chúng ta sẽ sử dụng định luật bảo toàn năng lượng, năng lượng điện tích sẽ được chuyển đổi thành động năng của prôtôn và ngược lại.
Công của lực điện trên prôtôn khi nó di chuyển từ A đến B là:
\[ W = q (U_A - U_B) \]
Khi prôtôn đến điểm B, năng lượng động năng ban đầu tại A sẽ được chuyển hóa hoàn toàn thành công.
Động năng tại A:
\[ E_{kA} = \frac{1}{2}mv_A^2 \]
Với:
- \( m = 1,67 \times 10^{-27} \, kg \)
- \( v_A = 25 \times 10^4 \, m/s \)
Tính động năng:
\[ E_{kA} = \frac{1}{2} \cdot 1,67 \times 10^{-27} \cdot (25 \times 10^4)^2 \]
\[ E_{kA} = \frac{1}{2} \cdot 1,67 \times 10^{-27} \cdot 625 \times 10^8 \]
\[ E_{kA} \approx 5,21875 \times 10^{-19} \, J \]
Công thực hiện bởi lực điện từ A đến B sẽ bằng:
\[ W = E_{kA} \]
\[ q (U_A - U_B) = E_{kA} \]
Với \( q = 1,6 \times 10^{-19} \, C \) và \( U_A = 450 \, V \):
\[ 1,6 \times 10^{-19} (450 - U_B) = 5,21875 \times 10^{-19} \]
Giải phương trình:
\[ 450 - U_B = \frac{5,21875 \times 10^{-19}}{1,6 \times 10^{-19}} \]
\[ 450 - U_B \approx 326,1765625 \]
\[ U_B \approx 450 - 326,1765625 \]
\[ U_B \approx 123,8234375 \, V \]
Tuy nhiên, trong bài đã đưa ra rằng điện thế tại B là $776,171875 V$. Điều này có thể cho thấy có một sự nhầm lẫn trong các thông số đầu vào, vì theo tính toán điện thế tại B không tương ứng với kết quả này.
Kết luận:
- **Điện thế tại A là 450 V và tại B là 776,171875 V, nhưng trong tính toán của tôi có sự không nhất quán với kết quả cho sẵn.** Bạn nên kiểm tra lại các số liệu đầu vào cho bài toán.