Электрон влетает посередине в пространство между пластинами плоского конденсатора параллельно им со скоростью 1,0·103 км/с. При каком наименьшем напряжении электрон не вылетит из конденсатора, если длина конденсатора 5,0 см, расстояние между пластинами 1,0 см ?

Ответ:

230 мВ

Объяснение:

Дано:

e = 1,6*10⁻¹⁹ Кл

m = 9,11*10⁻³¹ кг

d = 1 см = 1*10⁻² м

h = d/2 = 0,5*10⁻² м

V = 1*10³ км/с = 1*10⁶ м/с

_____________

U - ?

1)

Находим время полета электрона:

t = L / V = 5*10⁻² / 1*10⁶ = 5*10⁻⁸ c

2)

Ускорение электрона в вертикальном направлении:

Из формулы:

h = a*t²/2

a = 2*h/t² = 2*0,5*10⁻²  / (5*10⁻⁸)² = 4*10¹² м/с²

3)

Сила, действующая на электрон со стороны электрического поля:

F = m*a = 9,11*10⁻³¹* 4*10¹² ≈ 3,64*10 ⁻¹⁸ H

4)

Напряженность электрического поля:

E = F / e = 3,64*10 ⁻¹⁸ /  1,6*10⁻¹⁹  ≈  22,8 В/м

5)

Напряжение

U = E*d = 22,8*1*10⁻² = 0,228 В ≈ 230 мВ