2. Какое расстояние нужно пройти электрону между анодом и катодом, если имеется ускоряющая разность потенциалов 450

Предмет вопроса: Ускорение электрона в электрическом поле

Разъяснение: Ускорение электрона в электрическом поле можно рассчитать с использованием формулы:

a = ΔV / t,

где a - ускорение, ΔV - разность потенциалов между анодом и катодом, t - время, за которое происходит перемещение электрона.

В первой задаче, даны следующие данные:
ΔV = 450 В,
t = 1.5 нс (наносекунды).

Подставим данные в формулу:
a = 450 В / (1.5 * 10^(-9) с) = 3 * 10^14 м/с².

Ускорение электрона можно найти по формуле:

a = eE / m,

где e - заряд электрона, E - напряженность электрического поля, m - масса электрона.

Во второй задаче, даны следующие данные:
E = 16 кВ/м = 16 * 10^3 В/м,
l = 40 мм = 40 * 10^(-3) м,
x = 1 мм = 1 * 10^(-3) м.

Подставим данные в формулу:
a = eE / m,
eE = ma,
e * 16 * 10^3 В/м = m * (3 * 10^14 м/с²),
e * 16 * 10^3 В/м = m * (3 * 10^14 м/с²),
m = e * 16 * 10^3 В/м / (3 * 10^14 м/с²).

Дополнительный материал:
1. Задача 2: Рассчитайте расстояние, которое нужно пройти электрону между анодом и катодом, если ускоряющая разность потенциалов составляет 450 В, а время перемещения равно 1.5 нс.
2. Задача 3: Найдите скорость электрона, который влетает в плоский конденсатор параллельно пластинам, длина которых составляет 40 мм, и отклоняется на 1 мм при напряженности поля 16 кВ/м.

Совет: Для лучшего понимания темы, изучите основные формулы и понятия, связанные с электростатикой и электродинамикой, такие как разность потенциалов, напряженность поля, заряд и масса электрона.

Проверочное упражнение:
Задача: В электрическом поле заряженная частица ускоряется с постоянным ускорением 10 м/с² при разности потенциалов 200 В. Найдите время, за которое частица преодолевает путь длиной 1 м. Ответ дайте в секундах.

Тема занятия: Равномерное движение электрона под действием разности потенциалов

Разъяснение:

Для решения первой задачи нам даны ускоряющая разность потенциалов (450 В), время (1.5 нс) и требуется найти расстояние, которое проходит электрон между анодом и катодом.

Применим формулу для равномерно-ускоренного движения:
\[ S = \dfrac{1}{2} \cdot a \cdot t^2 \]

где \( S \) - расстояние, \( a \) - ускорение, \( t \) - время.

Так как у нас равномерно-ускоренное движение, ускорение можно найти с использованием формулы:
\[ a = \dfrac{U}{d} \]

где \( U \) - ускоряющая разность потенциалов, \( d \) - расстояние между анодом и катодом.

Таким образом, расстояние, которое нужно пройти электрону, можно найти, подставив значения в формулу:
\[ S = \dfrac{1}{2} \cdot \left( \dfrac{U}{d} \right) \cdot t^2 \]

Рассмотрим вторую задачу. Нам даны напряженность поля между пластинами конденсатора (16 кВ/м), длина пластин конденсатора (40 мм) и отклонение электрона (1 мм). Требуется найти скорость электрона, который влетает в плоский конденсатор параллельно пластинам.

Для решения этой задачи мы можем использовать формулу для силы, действующей на электрон в электрическом поле:
\[ F = e \cdot E \]

где \( F \) - сила, \( e \) - заряд электрона, \( E \) - напряженность электрического поля.

Сила, действующая на электрон, создает ускорение, которое можно выразить с помощью формулы:
\[ a = \dfrac{F}{m} \]

где \( a \) - ускорение, \( m \) - масса электрона.

Применим формулу для равномерно-ускоренного движения:
\[ d = v_0 \cdot t + \dfrac{1}{2} \cdot a \cdot t^2 \]

где \( d \) - отклонение электрона, \( v_0 \) - начальная скорость электрона, \( t \) - время.

Подставим известные значения в эти формулы и найдем скорость электрона:
\[ v_0 = \dfrac{d}{t} - \dfrac{1}{2} \cdot a \cdot t \]

Например:

1. Задача 2:
Ускоряющая разность потенциалов (U) = 450 В, время (t) = 1.5 нс.
Найдем расстояние (S):
\[ S = \dfrac{1}{2} \cdot \left( \dfrac{U}{d} \right) \cdot t^2 \]

2. Задача 3:
Напряженность поля (E) = 16 кВ/м, длина пластин конденсатора (l) = 40 мм, отклонение (d) = 1 мм.
Найдем начальную скорость электрона (v_0):
\[ v_0 = \dfrac{d}{t} - \dfrac{1}{2} \cdot a \cdot t \]

Совет:

Для лучшего понимания этих задач рекомендуется узнать формулы, применяемые в физике для равномерного движения и электростатики. Ознакомьтесь с основными понятиями: ускорение, скорость, сила, заряд, напряженность поля, масса электрона и другими величинами, используемыми в физических расчетах.

Дополнительное задание:

1. Задача 2:
Если ускоряющая разность потенциалов (U) между анодом и катодом составляет 500 В, а время (t) равно 2 нс, найдите расстояние (S), которое нужно пройти электрону.

2. Задача 3:
Если напряженность поля между пластинами конденсатора (E) составляет 10 кВ/м, длина пластин конденсатора (l) равна 50 мм, а отклонение (d) электрона составляет 2 мм, найдите начальную скорость электрона (v_0).