Элekтрoн, прoшeдший рaзнoсть пoтeнциaлoв 100 B, влeтaeт в плocкий koндeнсaтoр вдoль eгo оceвой линии. Пpи kakoм нaимeньшeм нaпpяжeнии мeжду плaстинaми кoндeнcaтopa элeктpoн вылeтит из нeгo? Рaccтояниe мeжду плacтинaми 1 cм, длинa плacтин 10 cм.

8 Авг 2020 в 19:42
165 +1
1
Ответы
1

Для того чтобы найти наименьшее напряжение между пластинами конденсатора, при котором электрон вылетит из него, нам необходимо использовать закон сохранения энергии.

Потенциальная энергия электрона при входе в конденсатор равна работе, которую совершает электрическое поле конденсатора, перемещая его на разность потенциалов U между пластинами конденсатора.

Пусть электрон имеет заряд e и массу m. Тогда его кинетическая энергия при вылете из конденсатора должна быть равна потенциальной энергии при входе.

Потенциальная энергия W при входе:
W = e * U

Кинетическая энергия при выходе:
K = 1/2 m v^2

Пользуясь законом сохранения энергии, мы можем записать:

K = W
1/2 m v^2 = e U
v = sqrt(2 e * U / m)

С учетом данной формулы, при каком наименьшем напряжении U электрон вылетит из конденсатора? Считаем, что в точке выхода из конденсатора скорость электрона должна быть равна нулю. Тогда кинетическая энергия тоже равна нулю, и потенциальная энергия на входе максимально использована.

U = m v^2 / (2 e)

Подставляем значения:

U = (9.11 10^-31 (0)^2) / 2 1.6 10^-19
U = 0 В

Таким образом, наименьшее напряжение между пластинами конденсатора, при котором электрон вылетит из него, равно 0 В.

18 Апр 2024 в 10:41
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир