Электрон үдеутуші өрісте потенциалы 200В нүктеден потенциалы 300В нүктеге көшетіндірілгенді. Басындағы скоростьі нөлге

Yazyk

18

Школьникам объяснить задачу о перемещении электрона с исходным потенциалом 200 В в точку с потенциалом 300 В и начальной скоростью ноль. Ниже приведено пошаговое решение этой задачи:

Шаг 1: Понимание задачи
Мы должны определить конечную скорость электрона после перемещения от точки с начальным потенциалом 200 В до точки с конечным потенциалом 300 В, при условии, что начальная скорость электрона равна нулю.

Шаг 2: Использование формулы для изменения потенциальной энергии
Начнем с использования формулы для изменения потенциальной энергии:
\[\Delta U = q \cdot \Delta V\]

Где:
\(\Delta U\) - изменение потенциальной энергии
\(q\) - заряд электрона (который является постоянной величиной и равен элементарному заряду \(e\))
\(\Delta V\) - изменение потенциала (в нашем случае, разница между начальным и конечным потенциалами)

Шаг 3: Подстановка известных значений
Подставим известные значения в формулу:
\[200 - 0 = e \cdot (300 - 200)\]

Мы знаем, что начальный потенциал равен 200 В, конечный потенциал равен 300 В, а начальная скорость равна нулю.

Шаг 4: Упрощение и вычисление
Раскроем скобки и упростим уравнение:
\[200 = e \cdot 100\]

Шаг 5: Нахождение значения элементарного заряда
Для определения значения элементарного заряда, нам нужно разделить обе стороны уравнения на 100:
\[\frac{200}{100} = \frac{e \cdot 100}{100}\]

Это дает нам:
\[2 = e\]

Таким образом, значение элементарного заряда равно 2 (в безразмерных единицах).

Шаг 6: Определение конечной скорости
Теперь, когда мы знаем значение элементарного заряда, мы можем использовать формулу для изменения кинетической энергии:
\[\Delta KE = \frac{1}{2} m \cdot (\Delta v)^2\]

Где:
\(\Delta KE\) - изменение кинетической энергии
\(m\) - масса электрона (которая также является постоянной величиной и равна массе электрона \(m_e\))
\(\Delta v\) - изменение скорости

Поскольку у нас нет информации о массе электрона, мы можем просто сфокусироваться на изменении скорости.

Шаг 7: Определение конечной скорости
Если начальная скорость равна нулю, то изменение кинетической энергии равно конечной кинетической энергии. Таким образом, у нас есть:
\[\Delta KE = KE_{\text{конечное}} - KE_{\text{начальное}}\]

или
\(\Delta KE = \frac{1}{2} m (\Delta v)^2\)

Так как начальная кинетическая энергия равна нулю, мы можем записать это уравнение как:
\[\frac{1}{2} m (\Delta v)^2 = KE_{\text{конечное}}\]

Шаг 8: Подстановка значений и нахождение конечной скорости
Мы можем подставить известные значения и получить:
\[\frac{1}{2} m (\Delta v)^2 = e \cdot 300\]

Теперь мы можем решить это уравнение, но без знания массы электрона мы не сможем точно определить конечную скорость.

Шаг 9: Вывод
В этой задаче мы использовали формулы для изменения потенциальной энергии и изменения кинетической энергии, чтобы определить элементарный заряд электрона и найти конечную скорость после перемещения. Однако, чтобы окончательно определить конечную скорость, нам нужно было бы знать массу электрона.

Надеюсь, эта подробная пошаговая информация поможет вам лучше понять задачу и процесс ее решения. Если у вас возникнут еще вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь задавать их!