С какой скоростью двигались электроны при влете в плоский конденсатор длиной l=5 см и расстоянием между пластинами
С какой скоростью двигались электроны при влете в плоский конденсатор длиной l=5 см и расстоянием между пластинами d=3 см, если они отклонились на расстояние х=3 мм во время полета в конденсаторе? Известна разность потенциалов между пластинами u=700 В. Необходимо определить кинетическую энергию электронов.
27.12.2023 20:13
Разъяснение: Для решения данной задачи мы можем использовать формулу для расчета кинетической энергии электрона и закон сохранения энергии.
Кинетическая энергия электрона в конденсаторе может быть найдена с использованием формулы:
K = e * u, где K - кинетическая энергия, e - заряд электрона, u - разность потенциалов между пластинами.
Величина заряда электрона равна e = 1,6 * 10^(-19) Кл.
Таким образом,
K = (1,6 * 10^(-19) Кл) * (700 В) = 1,12 * 10^(-16) Дж.
Для нахождения скорости электрона, нам нужно использовать закон сохранения энергии, который утверждает, что кинетическая энергия электрона равна работе силы.
В данном случае, работа силы может быть рассчитана как
W = F * d, где W - работа силы, F - сила, d - путь, который проходит электрон.
Сила F выражается как F = q * E, где q - заряд электрона, E - напряженность электрического поля.
Напряженность электрического поля E можно определить как E = u / d, где u - разность потенциалов между пластинами, d - расстояние между пластинами.
Теперь, используя полученные значения, мы можем найти скорость электрона:
K = W = F * d = (q * E) * d
Откуда получаем:
1,12 * 10^(-16) Дж = (1,6 * 10^(-19) Кл) * (u / d) * d
Таким образом,
1,12 * 10^(-16) Дж = 1,6 * 10^(-19) Кл * u
Сокращая и преобразуя выражение:
u = 1,12 * 10^(-16) / (1,6 * 10^(-19))
u = 7 * 10^2 м / с
Доп. материал: Найдите кинетическую энергию и скорость электронов при влете в плоский конденсатор с разностью потенциалов 700 В, расстоянием между пластинами 3 см и отклонением электронов на 3 мм.
Совет: Чтобы лучше понять задачу, возможно, стоит вспомнить основные формулы и законы, связанные с кинетической энергией, работой силы и законом сохранения энергии. Также важно обратить внимание на правильное использование единиц измерений.
Закрепляющее упражнение: Найдите кинетическую энергию и скорость электрона, если разность потенциалов между пластинами конденсатора составляет 500 В, расстояние между пластинами равно 4 см, а электроны отклонились на 2 мм.