При каком минимальном напряжении на конденсаторе электроны не будут вылетать из него, если пучок электронов, ускоренных до 5 кВ, входит в плоский конденсатор, который находится посередине между пластинами и параллельно им? Размеры конденсатора: длина - 10 см, расстояние между пластинами - 10 мм.
Zvezdnyy_Lis
Для решения этой задачи, нам понадобятся основные формулы, связанные с электростатикой.
Энергия движущегося заряда (электрона) в электрическом поле может быть выражена следующей формулой:
\[E = \frac{qV}{d}\]
где \(E\) - энергия заряда (электрона) в электрическом поле, \(q\) - заряд электрона (\(1.6 \times 10^{-19}\) Кл), \(V\) - напряжение между пластинами конденсатора (воград), а \(d\) - расстояние между пластинами конденсатора.
Чтобы электроны не вылетели из конденсатора, энергия электрона должна быть меньше или равна нулю:
\[E \leq 0\]
Подставим значения в формулу энергии и решим уравнение относительно напряжения \(V\):
\[\frac{qV}{d} \leq 0\]
Так как заряд электрона \(q\) и расстояние между пластинами конденсатора \(d\) положительные значения, то неравенство можно упростить:
\[V \leq 0\]
Получаем, что напряжение \(V\) должно быть меньше или равно нулю. Таким образом, при любом отрицательном или нулевом напряжении на конденсаторе, электроны не будут вылетать из него. Это связано с тем, что отрицательно заряженные электроны будут притягиваться к положительно заряженной пластине и отталкиваться от отрицательно заряженной пластины, что помешает их вылету из конденсатора.
Итак, минимальное напряжение на конденсаторе, при котором электроны не будут вылетать из него, равно нулю.
Энергия движущегося заряда (электрона) в электрическом поле может быть выражена следующей формулой:
\[E = \frac{qV}{d}\]
где \(E\) - энергия заряда (электрона) в электрическом поле, \(q\) - заряд электрона (\(1.6 \times 10^{-19}\) Кл), \(V\) - напряжение между пластинами конденсатора (воград), а \(d\) - расстояние между пластинами конденсатора.
Чтобы электроны не вылетели из конденсатора, энергия электрона должна быть меньше или равна нулю:
\[E \leq 0\]
Подставим значения в формулу энергии и решим уравнение относительно напряжения \(V\):
\[\frac{qV}{d} \leq 0\]
Так как заряд электрона \(q\) и расстояние между пластинами конденсатора \(d\) положительные значения, то неравенство можно упростить:
\[V \leq 0\]
Получаем, что напряжение \(V\) должно быть меньше или равно нулю. Таким образом, при любом отрицательном или нулевом напряжении на конденсаторе, электроны не будут вылетать из него. Это связано с тем, что отрицательно заряженные электроны будут притягиваться к положительно заряженной пластине и отталкиваться от отрицательно заряженной пластины, что помешает их вылету из конденсатора.
Итак, минимальное напряжение на конденсаторе, при котором электроны не будут вылетать из него, равно нулю.
Знаешь ответ?