Электрическое поле. Электроёмкость .
Электрическое поле. Электроёмкость .
Для решения данной задачи воспользуемся формулой для работы электрического поля:
W = q * (V2 - V1),
где W - работа электрического поля, q - заряд электрона, V1 и V2 - потенциалы в начальной и конечной точках соответственно.
Также, работа электрического поля равна изменению кинетической энергии электрона:
W = ΔK,
где ΔK - изменение кинетической энергии электрона.
Тогда, подставляя значения в формулу, получим:
q * (V2 - V1) = ΔK.
Заряд электрона q равен 1.6 * 10^-19 Кл.
V1 = 150 В, V2 = 250 В.
ΔK = q (V2 - V1) = 1.6 10^-19 Кл (250 В - 150 В) = 1.6 10^-19 Кл 100 В = 1.6 10^-17 Дж.
Таким образом, кинетическая энергия электрона, приобретенная скорость, равна 1.6 * 10^-17 Дж.
Напряженность электрического поля E можно найти, используя формулу:
E = ΔV / Δx,
где ΔV - изменение потенциала, Δx - изменение координаты.
ΔV = V2 - V1 = 250 В - 150 В = 100 В.
Δx = v t = ΔK / (m a) * t,
где v - скорость электрона, m - его масса, a - ускорение.
Ускорение a можно найти, используя формулу:
a = q * E / m,
где q - заряд электрона, E - напряженность электрического поля, m - масса электрона.
Подставляя значения, получим:
a = (1.6 10^-19 Кл) E / (9.1 * 10^-31 кг).
Так как электрон перемещается в ускоряющем поле, то его скорость увеличивается, поэтому можно считать, что ускорение a постоянно.
Тогда, Δx = v t = (1/2) a * t^2.
Подставляя значения, получим:
Δx = (1/2) (1.6 10^-19 Кл E / (9.1 10^-31 кг)) * (0.01 с)^2.
Таким образом, напряженность электрического поля E можно найти, используя формулу:
E = ΔV / Δx = (100 В) / ((1/2) (1.6 10^-19 Кл E / (9.1 10^-31 кг)) * (0.01 с)^2).
Решая данное уравнение относительно E, получим значение напряженности электрического поля.