Физика домашнее задание Электрон влетает в плоский воздушный конденсатор под углом 30 к пластинам , а вылетает из него под углом 45° к пластинам. Определите отношение работы сил электрического поля по увеличению энергии электрона к начальной кинетической энергии электрона.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения энергии. Поскольку в данном случае потери энергии будут минимальными, можно сказать, что работа сил электрического поля по увеличению энергии электрона равна изменению его кинетической энергии.

Пусть U1 - потенциальная энергия электрона при входе в конденсатор, U2 - потенциальная энергия при выходе из конденсатора, T - кинетическая энергия электрона. Тогда работа сил электрического поля по увеличению энергии электрона будет равна |U2 - U1| (модуль разности потенциальных энергий), а начальная кинетическая энергия электрона равна T.

Из геометрии ситуации видно, что электрон изменяет свое положение в конденсаторе на расстояние h = d (1 - cos(30°)) = d (1 - cos(45°)), где d - расстояние между пластинами конденсатора.

Тогда разница потенциальных энергий будет равна |U2 - U1| = e U h = e U d (1 - cos(30°)) = e U d (1 - cos(45°)), где e - заряд электрона, U - напряжение на пластинах конденсатора.

Подставляем полученное выражение в формулу для отношения работы к начальной кинетической энергии:

Ответ: |U2 - U1| / T = e U d * (1 - cos(45°)) / T.