Присоединиться

11 класс·высокий уровень

Во сколько раз надо увеличить напряжение на обкладках конденсатора

Условие

Рисунок к задаче

На рисунке показана схема устройства для предварительного отбора заряженных частиц для последующего детального исследования. Устройство представляет собой конденсатор, пластины которого изогнуты дугой радиусом R Перед попаданием в это пространство молекулы теряют один электрон. Во сколько раз надо увеличить напряжение на обкладках конденсатора, чтобы сквозь него пролетали ионы с вдвое большей кинетической энергией? Влиянием силы тяжести пренебречь.

Ответ

Ответ и полный разбор откроются после входа

Посмотреть ответ

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Центростремительное ускорение иона в конденсаторе a=v2Ra= \frac{v^{2}}{R} задается силой F=qE,F=qE, где напряженность электрического поля E=Ud,E= \frac{U}{d} , так что выполняется второй закон Ньютона F=maF=ma Тогда получаем: qUd=mv2R\frac{qU}{d} =m \frac{v^{2}}{R} (здесь q, m и υ — соответственно заряд, масса и скорость иона; U — напряжение на обкладках конденсатора, d — расстояние между пластинами).Кинетическая энергия частицы равна Wк=mv22W_к= \frac{m v^{2}}{2} Следовательно, выполняется соотношение: mv22=qRU2d\frac{m v^{2}}{2} = \frac{qRU}{2d} Из соотношения видно, что для отбора частиц с вдвое большей кинетической энергией напряжение нужно увеличить в 2 раза.

Осталось ещё 1 шаг

  1. Полный разбор с проверкой ответа

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Электродинамика (расчетная задача высокого уровня)»

Во сколько раз надо увеличить напряжение на обкладках конденсатора — решение с объяснением | Lom Ai