Какова разница в потенциале между начальной и конечной точкой движения электрона, когда его скорость увеличивается

Тема вопроса: Разница в потенциале между начальной и конечной точкой движения электрона

Пояснение: Для решения данной задачи, мы можем использовать формулу для вычисления разницы в потенциале. Потенциал определяется как работа, которую совершает сила при перемещении единичного положительного заряда из одной точки в другую. Математически, разница в потенциале (ΔV) может быть вычислена как разница работы (ΔW) деленная на величину заряда (q):

ΔV = ΔW / q

В данной задаче, электрон движется с начальной скоростью 0,8 * 10^7 м/с до конечной скорости 2,4 * 10^7 м/с. Разница скорости будет равна:

Δv = Конечная скорость - Начальная скорость
Δv = 2,4 * 10^7 м/с - 0,8 * 10^7 м/с
Δv = 1,6 * 10^7 м/с

Так как скорость электрона увеличивается, то работа, совершенная силой, также будет положительной. Используем формулу для работы (W), где масса (m) равна электронной массе (9,11 * 10^-31 кг):

W = (1/2) * m * Δv^2

Подставим значения:

W = (1/2) * (9,11 * 10^-31 кг) * (1,6 * 10^7 м/с)^2
W = 1,84 * 10^-14 Дж

Наконец, для вычисления разницы в потенциале (ΔV), мы должны разделить работу (W) на заряд электрона (e = -1,6 * 10^-19 Кл), так как его заряд отрицательный:

ΔV = W / e
ΔV = (1,84 * 10^-14 Дж) / (-1,6 * 10^-19 Кл)

Выполним вычисления:

ΔV ≈ -1,15 * 10^5 В

Ответ: разница в потенциале между начальной и конечной точкой движения электрона составляет -1,15 * 10^5 В.

Проверочное упражнение: Подсчитайте разницу в потенциале для электрона, если его начальная скорость равна 3 * 10^6 м/с, а конечная скорость равна 4 * 10^6 м/с. Заряд электрона равен -1,6 * 10^-19 Кл.