Здравствуйте, Дмитрий!
1. Конденсатор с двумя слоями диэлектрика можно рассматривать как два последовательно соединённых конденсатора, имеющих ёмкость
и
где
S - площадь пластины,
d[sub]1[/sub],
d[sub]2[/sub] - толщина слоя диэлектриков,
[$949$][sub]1[/sub],
[$949$][sub]2[/sub] - их диэлектрическая проницаемость,
[$949$][sub]0[/sub] = 8.8542·10[sup]-12[/sup] Ф/м - электрическая постоянная. Для последовательно соединённых конденсаторов их общая ёмкость определяется выражением
откуда
Поверхностный заряд на пластине равен
Напряженность поля определяется выражением
то есть
и
В данном случае
d[sub]1[/sub] = 0.2 мм = 0.0002 м,
d[sub]2[/sub] = 0.1 мм = 0.0001 м,
[$949$][sub]1[/sub] = 6 (слюда),
[$949$][sub]2[/sub] = 2 (парафинированная бумага),
U = 220 В и
E[sub]1[/sub] = (220·2)/(0.0002·2+0.0001·6) = 440/0.001 = 440 кВ/м,
E[sub]2[/sub] = (220·6)/(0.0002·2+0.0001·6) = 1320/0.001 = 1320 кВ/м.
Падение потенциала поля с напряжённостью
E в слое толщиной
d равно
U = E·d, следовательно,
U[sub]1[/sub] = E[sub]1[/sub]·d[sub]1[/sub] = 440000·0.0002 = 88 В,
U[sub]2[/sub] = E[sub]2[/sub]·d[sub]2[/sub] = 1320000·0.0001 = 132 В.
Проверка:
U[sub]1[/sub] + U[sub]2[/sub] = 88 + 132 = 220 = U.
2. На электрон, имеющий заряд
e, со стороны электрического поля напряжённостью
E будет действовать сила Лоренца, равная
Напряжение
U в проводе длиной
l связана с напряженностью поля соотношением
С другой стороны, по закону Ома
где
S - площадь сечения,
[$961$] - удельное сопротивление. Отсюда
и
В данном случае
e = 1.6·10[sup]-19[/sup] Кл,
I = 0.3 А,
S = 0.2 мм[sup]2[/sup] = 0.0000002 м[sup]2[/sup], для алюминия
[$961$] = 0.000000026 Ом·м и действующая на электроны сила будет равна
F = 1.6·10[sup]-19[/sup]*0.3*0.000000026/0.0000002 = 6.24·10[sup]-21[/sup] Н.