Плоский конденсатор с площадью пластин S = 30 см2 получил заряд q = 1 нКл. Определить ускорение a электрона, пролетающего через такой конденсатор. Как изменится напряжѐнность E поля, если заполнить конденсатор парафином?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для определения ускорения электрона воспользуемся формулой a = F/m, где F - сила, действующая на электрон в электрическом поле конденсатора, m - масса электрона.

Сила, действующая на электрон в электрическом поле конденсатора, равна qE, где q - заряд электрона, E - напряженность электрического поля в конденсаторе.

Напряженность электрического поля в конденсаторе находится по формуле E = U/d, где U - напряжение на пластинах конденсатора, d - расстояние между пластинами.

Для пустого конденсатора U = q/C, где C - емкость конденсатора. Так как C = εS/d, где ε - диэлектрическая проницаемость, то U = qd/(εS).

Подставляя все значения в формулу для ускорения, получаем:
a = qE/m = q(U/d)/m = q^2/(εSm).

Заметим, что ускорение не зависит от расстояния между пластинами конденсатора и изменится лишь при изменении заряда или массы электрона.

Чтобы найти, как изменится напряженность поля, если заполнить конденсатор парафином, нужно учесть, что ε для парафина будет отличаться от ε для вакуума. Как правило, ε для парафина будет больше, что приведет к уменьшению напряженности поля внутри конденсатора.