СРОЧНО!! ДАЮ МНОГО БАЛЛОВ!!! В плоский конденсатор влетает электрон со скоростью v0 = 2*10^6 м/с, направленной параллельно обкладкам конденсатора. На какое расстояние h сместится электрон к нижней обкладке за время пролета конденсатора? Расстояние между обкладками конденсатора d = 2 см, длина конденсатора I = 5 см, разность потенциалов между обкладками U = 2 В.

Физика 11 класс Электрические поля и конденсаторы плоский конденсатор электрон скорость расстояние разность потенциалов физика время пролета обкладки заряд Движение Новый

Чтобы решить задачу, давайте разберем все шаги по порядку.

Шаг 1: Определение силы, действующей на электрон.

Электрон в электрическом поле конденсатора испытывает силу, которая определяется формулой:

F = q * E

где q - заряд электрона (примерно -1.6 * 10^-19 Кл), а E - напряженность электрического поля. Напряженность можно найти по формуле:

E = U / d

где U - разность потенциалов (2 В), а d - расстояние между обкладками (0.02 м).

Подставим значения:

• E = 2 В / 0.02 м = 100 В/м.

Теперь найдем силу:

• F = (-1.6 * 10^-19 Кл) * (100 В/м) = -1.6 * 10^-17 Н.

Шаг 2: Определение ускорения электрона.

Используем второй закон Ньютона:

F = m * a

где m - масса электрона (примерно 9.11 * 10^-31 кг). Из этого уравнения можно выразить ускорение a:

• a = F / m = (-1.6 * 10^-17 Н) / (9.11 * 10^-31 кг) ≈ -1.76 * 10^13 м/с².

Шаг 3: Определение времени пролета конденсатора.

Время, за которое электрон пройдет длину конденсатора, можно найти по формуле:

t = I / v0

где I - длина конденсатора (0.05 м), v0 - начальная скорость (2 * 10^6 м/с).

• t = 0.05 м / (2 * 10^6 м/с) = 2.5 * 10^-8 с.

Шаг 4: Определение смещения электрона.

Теперь мы можем найти смещение электрона по вертикали (h) за время t, используя уравнение движения с постоянным ускорением:

h = v0y * t + (1/2) * a * t²

Поскольку электрон влетает параллельно обкладкам, начальная вертикальная скорость v0y равна 0. Подставляем значения:

• h = 0 + (1/2) * (-1.76 * 10^13 м/с²) * (2.5 * 10^-8 с)².
• h ≈ -5.5 * 10^-7 м.

Так как h - это смещение вниз, мы можем сказать, что электрон сместится на 5.5 * 10^-7 м, что равно 0.55 * 10^-6 м или 0.055 см.

Ответ: Электрон сместится к нижней обкладке на расстояние примерно 0.055 см.