Сколько электронов содержится в заряженной капельке массой 10^-9 мг, если она находится в равновесии между горизонтальными пластинами плоского воздушного конденсатора, которые расположены на расстоянии 2 см друг от друга при разности потенциалов 610 В?

Физика 11 класс Электрические заряды и электрическое поле заряженная капелька электроны плоский конденсатор равновесие разность потенциалов физика 11 класс Новый

Чтобы найти количество электронов в заряженной капельке, нам необходимо сначала определить заряд капельки. Для этого воспользуемся формулой, связывающей заряд, электрическое поле и силу тяжести.

Шаг 1: Определение силы тяжести капельки

• Масса капельки m = 10^-9 мг = 10^-12 г = 10^-15 кг.
• Сила тяжести F = m * g, где g ≈ 9.81 м/с².

Подставим значение массы:

F = 10^-15 кг * 9.81 м/с² = 9.81 * 10^-15 Н.

Шаг 2: Определение электрического поля

• Разность потенциалов U = 610 В.
• Расстояние между пластинами d = 2 см = 0.02 м.
• Электрическое поле E = U / d.

Теперь подставим значения:

E = 610 В / 0.02 м = 30500 В/м.

Шаг 3: Определение заряда капельки

• Сила, действующая на капельку в электрическом поле, равна F = q * E, где q - заряд капельки.
• При равновесии сила тяжести равна электрической силе: F = q * E.

Таким образом, мы можем выразить заряд капельки:

q = F / E.

Подставим найденные значения:

q = (9.81 * 10^-15 Н) / (30500 В/м) ≈ 3.22 * 10^-19 Кл.

Шаг 4: Определение количества электронов

• Заряд одного электрона e ≈ 1.6 * 10^-19 Кл.
• Количество электронов n = q / e.

Теперь подставим значения:

n = (3.22 * 10^-19 Кл) / (1.6 * 10^-19 Кл) ≈ 2.01.

Ответ: В заряженной капельке содержится примерно 2 электрона.