Консультация № 187710
14.01.2014, 15:51
150.00 руб.
0 3 2
Здравствуйте, уважаемые эксперты!
Решите пожалуста задачу, очень прошу, сам ни как не могу.
Электрон проходит разность потенциалов 500 В и влетает в плоский конденсатор параллельно пластинам. Напряжение между пластинами 100 В, расстояние между ними 1 см. Вычислите скорость, полное, нормальное и тангенциальное ускорение электрона через 1 нс. Рассмотрите один из возможных вариантов полярности напряжений. Сделайте чертёж.

Обсуждение

давно
Модератор
156417
2175
14.01.2014, 17:24
общий
это ответ
Здравствуйте, Генадий!
Дано:
Масса электрона me = 9,109[$183$]10-31 кг
Заряд q = e = -1,602[$183$]10-19 Кл
Ускоряющая разность потенциалов [$966$] = 500 В
напряжение на конденсаторе U = 100 В
Расстояние между пластинами d = 1 см = 0,01 м
время t = 1 нс = 10-9 с

Сначала найдём исходную скорость электрона (поскольку электрическое поле конденсатора направлено перпендикулярно пластинам, параллельная пластинам составляющая скорости останется неизменной):
v0=vx=[$8730$](2E/m)=[$8730$](2[$183$][$966$][$183$]|e|/me)=[$8730$](2[$183$]500В[$183$]1,602[$183$]10-19Кл/9,109[$183$]10-31кг)=1,058[$183$]107 м/с
При такой скорости релятивистские эффекты проявляются лишь в пятой значимой цифре и ими можно пренебречь.

Теперь найдём ускорение электрона в поле конденсатора:
Напряжённость E=U/d=100В/0,01м=1[$183$]104 В/м
Полное ускорение электрона (направлено к положительной пластине)
a=|e|[$183$]E/me=1,602[$183$]10-19Кл[$183$]1[$183$]104В/м/9,109[$183$]10-31кг=1,759[$183$]1015 м/с2

Далее найдём перпендикулярную пластинам составляющую скорости
vy=a[$183$]t=1,759[$183$]1015м/с[sup]2[/sup][$183$]10-9c=1,759[$183$]106 м/с

Также имеет смысл проверить пройденное в этом направлении расстояние at2/2 = 0,00088 м = 0,088 см, то есть электрон, влетевший посередине между пластинами или вблизи отрицательной пластины, в рассматриваемый момент времени не достигнет ещё положительной пластины конденсатора.

Полная скорость электрона v=[$8730$](vx2+vy2)=1,073[$183$]107 м/с
Тангенциальное ускорение at=a[$183$]vy/v=2,883[$183$]1014 м/с2
Нормальное ускорение an=a[$183$]vx/v=1,735[$183$]1015 м/с2

давно
Мастер-Эксперт
27822
2370
19.01.2014, 07:12
общий
это ответ
Здравствуйте, Генадий!
Решение (с чертежом) в прикреплённом файле.
Сообщите в минифоруме адрес, по которому смогу отправить решение (сайт с файлами также не работает).
давно
Мастер-Эксперт
27822
2370
20.01.2014, 00:16
общий
Сообщите в минифоруме адрес, по которому смогу отправить решение с чертежом (сайт с файлами также не работает).
Форма ответа