Яку напруженість електричного поля потрібно, щоб електрон, пройшовши відстань 1,5 мкм, набув кінетичної енергії

Предмет вопроса: Электричное поле и кинетическая энергия электрона

Объяснение: Чтобы понять, какая напряженность электрического поля необходима для того, чтобы электрон приобрел кинетическую энергию не менее определенного значения, мы можем использовать понятие потенциальной энергии и работы, совершаемой полем.

Электричное поле создается зарядами и обладает свойством взаимодействия с заряженными частицами. Работа, совершенная полем при перемещении частицы, связана с изменением ее потенциальной энергии и кинетической энергией.

Для начала нам понадобится использовать формулу для работы электричного поля:
\[ W = q \cdot \Delta V \]
где \( W \) - работа силы поля, \( q \) - заряд частицы, \( \Delta V \) - изменение потенциала поля.

Кинетическая энергия связана с потенциальной энергией следующим образом:
\[ K = q \cdot V \]
где \( K \) - кинетическая энергия, \( V \) - потенциал поля.

Для того чтобы электрон приобрел заданную кинетическую энергию, она должна быть равна работе поля. Подставляя значения в формулы, имеем:
\[ K = W = q \cdot \Delta V \]
\[ q \cdot V = q \cdot \Delta V \]
\[ V = \Delta V \]

Таким образом, для того чтобы электрон приобрел кинетическую энергию не менее заданной, напряженность электрического поля должна быть равна изменению потенциала поля.

Например: Пусть электрон имеет заряд \( q = -1,6 \times 10^{-19} \) Кл и его кинетическая энергия равна 1,6 эВ. Требуется определить, какая напряженность электрического поля необходима, чтобы электрон при перемещении на расстояние 1,5 мкм приобрел данную кинетическую энергию.

Решение:
Мы знаем, что \( V = \Delta V \), поэтому напряженность электрического поля должна быть равна 1,6 В/м.

Совет: Чтобы лучше понять эту тему, полезно разобраться в основных понятиях электрического поля и его влиянии на заряженные частицы. Рекомендуется изучить такие темы, как потенциальная энергия, работа, потенциал электрического поля и связь между ними.

Закрепляющее упражнение: Если заряд частицы равен 2 мКл и она приобретает кинетическую энергию 100 Дж в электрическом поле, определите, какая напряженность электрического поля необходима для этого.