НОФ 2016, I кръг (общински), 9. клас — Задача 2. Наелектризирана прашинка

Национална олимпиада по физика 2016, общински кръг, IX клас · 16 януари 2016 г. · 10 т.

Условие

Две метални пластинки са поставени успоредно една на друга, така че образуват плосък кондензатор, както е показано на фигурата. Пластинката $B$ е заземена (т.е. свързана чрез метален проводник със земята). Пластинката $A$ е осветена за кратко с ултравиолетови лъчи, при което от нея се отделят $n = 5\cdot 10^{9}$ електрона.

а) Определете знака и големината на заряда $q_\mathrm{A}$ на пластинката $A$ след облъчването. [1,5 т.]

б) Определете знака и големината на заряда $q_\mathrm{B}$ на пластинката $B$. На кое явление се дължи зареждането на пластинката $B$? [1,5 т.]

в) Определете напрежението U между пластинките след облъчването, ако капацитетът на образувания от тях кондензатор е C = 4 pF. [2 т.]

г) Изобразете със стрелка в работния си лист посоката на интензитета на електричното поле между пластинките.

В работния ви лист също така са дадени три точки, номерирани с 1, 2 и 3. Сравнете големината на интензитета на електричното поле в трите точки, като оградите буквата пред верния отговор в работния лист.

Кое е вярното съотношение между големините на интензитета на електричното поле на точките 1, 2, и 3?

а) $E_1 < E_2 < E_3$

б) $E_1 > E_2 > E_3$

в) $E_1 = E_2 = E_3$ [1 т.]

д) Прашинка с маса $m = 1.10^{-8}\ \mathrm{kg}$, намираща се вътре в кондензатора, се допира до пластинката $B$. При допира прашинката се зарежда и започва да се ускорява към пластинката $A$, като я достига със скорост $v = 1\ \mathrm{m/s}$.

• Какъв е знакът на заряда на прашинката? Обосновете отговора си.
• Определете големината q$_1$ на заряда на прашинката. [4 т.]

Отговори

Решение

Оригинал в Архива: 9.pdf · официални решения: 9_resh.pdf