Разница потенциалов и начальная скорость протона в электрическом поле
1. а) Какова разница потенциалов между пластинами в однородном электрическом поле, созданном двумя параллельными
1. а) Какова разница потенциалов между пластинами в однородном электрическом поле, созданном двумя параллельными заряженными пластинами, расположенными друг от друга на расстоянии 20 мм, если напряженность поля равна 3 кВ/м?
б) Какую начальную скорость приобретет покоящийся протон, пролетевший пространство между пластинами, в направлении силовых линий поля? Заряд протона составляет 1,6 · 10^-19 Кл, а его масса - 1,67 · 10^-27 кг.
в) На сколько раз меньшую скорость изменилась бы α-частица, заряд которой в два раза больше заряда протона, а масса в четыре раза превышает массу протона?
2. В чем состоит основное отличие плоского электрического поля от однородного электрического поля?
б) Какую начальную скорость приобретет покоящийся протон, пролетевший пространство между пластинами, в направлении силовых линий поля? Заряд протона составляет 1,6 · 10^-19 Кл, а его масса - 1,67 · 10^-27 кг.
в) На сколько раз меньшую скорость изменилась бы α-частица, заряд которой в два раза больше заряда протона, а масса в четыре раза превышает массу протона?
2. В чем состоит основное отличие плоского электрического поля от однородного электрического поля?
17.12.2023 08:04
Написать свой ответ:
Объяснение:
а) Разница потенциалов (ΔV) между пластинами в однородном электрическом поле можно найти, используя следующую формулу:
ΔV = Э * d
где Э - напряженность поля, а d - расстояние между пластинами.
Подставим значения в формулу:
ΔV = 3 кВ/м * 0,02 м = 0,06 кВ
Ответ: Разница потенциалов между пластинами равна 0,06 кВ.
б) Чтобы найти начальную скорость протона, пролетевшего пространство между пластинами, воспользуемся законом сохранения энергии:
qV = (1/2)mv^2
где q - заряд протона, V - его потенциальная энергия, m - масса протона, v - его начальная скорость.
Раскроем формулу:
qΔV = (1/2)mν^2
Подставим значения и найдем:
(1,6 · 10^-19 Кл) * (0,06 кВ) = (1/2) * (1,67 · 10^-27 кг) * ν^2
Отсюда найдем начальную скорость протона (ν).
Ответ: Начальная скорость протона равна 5,36 · 10^5 м/с.
в) Чтобы найти изменение скорости α-частицы, воспользуемся тем же законом сохранения энергии:
qV = (1/2)mν^2
где q - заряд α-частицы, V - ее потенциальная энергия, m - ее масса, ν - ее скорость.
Сравним два случая:
Для протона:
qΔV = (1/2)mν1^2
Для α-частицы:
(q * 2)(ΔV) = (1/2) * (m * 4) * ν2^2
Подставив значения и разделив уравнения, найдем отношение скоростей:
(1,6 · 10^-19 Кл) / (1,6 · 10^-19 Кл * 2) = (1/2) * (1,67 · 10^-27 кг * 4) / (1,67 · 10^-27 кг)
Ответ: Скорость α-частицы уменьшилась в 8 раз.
Совет: Всегда помните, что для решения задач по физике необходимо внимательно читать условие задачи и использовать соответствующие физические формулы. Также убедитесь, что вы правильно подставляете значения и проводите необходимые операции с единицами измерения.
Проверочное упражнение:
Чтобы попрактиковаться, решите следующую задачу:
В однородном электрическом поле между двумя параллельными заряженными пластинами с разностью потенциалов 120 В, движется электрон, которому заряд составляет -1,6 · 10^-19 Кл, а масса - 9,11 · 10^-31 кг. Найдите начальную скорость электрона, пролетающего пространство между пластинами, в направлении, перпендикулярном силовым линиям поля.