Какой угол отклонения у электрона, движущегося со скоростью 50000 км/с, который попадает в плоский конденсатор с расстоянием между пластинами 1 см, длиной пластин 5 см и напряжением 500 В, когда он выходит из конденсатора?

Физика 9 класс Электрическое поле и движение заряженных частиц угол отклонения электрона скорость электрона плоский конденсатор расстояние между пластинами напряжение конденсатора длина пластин физика 9 класс Новый

Для решения задачи о отклонении электрона в электрическом поле плоского конденсатора, нам нужно пройти через несколько шагов.

Шаг 1: Определение силы, действующей на электрон.

Электрон, попадая в электрическое поле, будет испытывать силу, которая определяется по формуле:

F = q * E

где:

• F - сила, действующая на электрон;
• q - заряд электрона (примерно 1.6 * 10^-19 Кл);
• E - напряженность электрического поля.

Напряженность электрического поля (E) в конденсаторе можно рассчитать по формуле:

E = U / d

где:

• U - напряжение (500 В);
• d - расстояние между пластинами (1 см = 0.01 м).

Подставим значения:

E = 500 В / 0.01 м = 50000 В/м.

Теперь можем найти силу:

F = (1.6 * 10^-19 Кл) * (50000 В/м) = 8 * 10^-15 Н.

Шаг 2: Определение ускорения электрона.

Ускорение (a) электрона можно найти, используя второй закон Ньютона:

a = F / m

где m - масса электрона (примерно 9.11 * 10^-31 кг).

Подставим значения:

a = (8 * 10^-15 Н) / (9.11 * 10^-31 кг) ≈ 8.8 * 10^15 м/с².

Шаг 3: Определение времени, проведенного в конденсаторе.

Теперь найдем время (t), за которое электрон пройдет через конденсатор. Длина пластин (L) составляет 5 см, что равно 0.05 м. Скорость электрона (v) равна 50000 км/с, что равно 50000 * 1000 м/с = 5 * 10^7 м/с.

Время можно найти по формуле:

t = L / v.

Подставим значения:

t = 0.05 м / (5 * 10^7 м/с) = 1 * 10^-9 с.

Шаг 4: Определение отклонения электрона.

Теперь можно найти вертикальное отклонение (y) электрона за время t. Для этого используем формулу:

y = 0.5 * a * t².

Подставим значения:

y = 0.5 * (8.8 * 10^15 м/с²) * (1 * 10^-9 с)² ≈ 4.4 * 10^-3 м = 4.4 см.

Шаг 5: Определение угла отклонения.

Теперь мы можем найти угол отклонения (θ). Угол отклонения можно определить с помощью тангенса:

tan(θ) = y / L.

Подставим значения:

tan(θ) = 4.4 см / 5 см = 0.88.

Теперь найдем угол θ, используя арктангенс:

θ = arctan(0.88).

Приблизительно, θ ≈ 41.2 градусов.

Ответ: Угол отклонения электрона составляет примерно 41.2 градуса.