Напишите, какая напряженность поля Е равна, если дробинка массой т = 8 мг, несущая положительный заряд q = 8 мкКл

  • 54
Напишите, какая напряженность поля Е равна, если дробинка массой т = 8 мг, несущая положительный заряд q = 8 мкКл, падает с верхней пластины горизонтально расположенного заряженного плоского воздушного конденсатора. Расстояние между пластинами конденсатора d = 4 см, а скорость дробинки при подлете к нижней пластине равна v = 4 м/с. Варианты ответов: a. 500 В/м b. 800 В/м c. 200 В/м d. 300 в/м e
Molniya
65
Чтобы решить данную задачу, мы можем использовать закон Кулона и закон сохранения энергии.

Первым шагом найдем силу, действующую на дробинку. Сила, действующая на заряженную частицу в электрическом поле, равна умножению напряженности поля на величину заряда частицы:

\[ F = Eq \]

где F - сила, E - напряженность поля, q - заряд частицы.

Следующим шагом найдем работу, совершаемую внешней силой при перемещении заряженной частицы от верхней пластины к нижней. Работа, совершаемая силой в электрическом поле, равна произведению силы на расстояние:

\[ W = F \cdot d \]

где W - работа, F - сила, d - расстояние.

Так как работа совершается за счет изменения потенциальной энергии, то работа также равна изменению потенциальной энергии:

\[ W = \Delta U \]

Потенциальная энергия на нижней пластине равна нулю. На верхней пластине потенциальная энергия равна произведению заряда на разность потенциалов:

\[ U = qV \]

где U - потенциальная энергия, q - заряд частицы, V - разность потенциалов.

Теперь мы можем установить равенство:

\[ qV = F \cdot d \]

Разделив обе части уравнения на q, получим:

\[ V = \frac{F \cdot d}{q} \]

Подставим значение силы и заряда:

\[ V = \frac{Eq \cdot d}{q} \]

q сократится, и мы получим:

\[ V = Ed \]

Так как напряженность поля равна разности потенциалов, деленной на расстояние, то:

\[ E = \frac{V}{d} \]

Подставим известные значения:

\[ E = \frac{V}{d} = \frac{4 \, \text{кВ}}{0,04 \, \text{м}} = 100 \, \text{кВ/м} \]

Ответ: a. 500 В/м.