Какую скорость получит электрон, начав с состояния покоя, пролетев расстояние между двумя пластинами при разности потенциалов 900 В?

Физика 11 класс Электрическое поле и движение заряженных частиц скорость электрона разность потенциалов закон сохранения энергии движение заряженной частицы физика 11 класс Новый

Для того чтобы определить скорость электрона, который начинает движение с состояния покоя и проходит между двумя пластинами с разностью потенциалов 900 В, нам нужно использовать закон сохранения энергии. Энергия, полученная электроном, будет равна его кинетической энергии в конечный момент времени.

Шаги решения:

1. Определим работу, совершённую электрическим полем: Работа, совершенная полем над электроном, равна произведению заряда электрона на разность потенциалов. Формула для работы выглядит так:
• W = q * U

где:

• W - работа,
• q - заряд электрона (примерно 1.6 * 10^-19 Кл),
• U - разность потенциалов (900 В).
2. Подставим значения:
• W = (1.6 * 10^-19 Кл) * (900 В) = 1.44 * 10^-16 Дж.
3. Запишем уравнение для кинетической энергии: Кинетическая энергия электрона в момент, когда он покинет область между пластинами, будет равна работе, совершенной электрическим полем:
• Кинетическая энергия (K) = (1/2) * m * v^2,

где:

• m - масса электрона (примерно 9.11 * 10^-31 кг),
• v - скорость электрона.
4. Приравняем работу к кинетической энергии:
• 1.44 * 10^-16 Дж = (1/2) * (9.11 * 10^-31 кг) * v^2.
5. Решим уравнение относительно скорости v:
• v^2 = (2 * 1.44 * 10^-16 Дж) / (9.11 * 10^-31 кг),
• v^2 = 3.16 * 10^14 м^2/с^2.
6. Извлечем квадратный корень:
• v = √(3.16 * 10^14 м^2/с^2) ≈ 5.62 * 10^7 м/с.

Ответ: Скорость электрона, пролетевшего расстояние между двумя пластинами при разности потенциалов 900 В, составляет примерно 5.62 * 10^7 м/с.