НОФ 2025, I кръг (общински), 10. клас — Задача 3. Движение на заряд в кондензатор

ЧЕТВЪРТА СЪСТЕЗАТЕЛНА ГРУПА. Общински кръг на олимпиадата по физика 10. клас. 09.01.2025 · 9 януари 2025 г. · 10 т.

Условие

В единия от електродите на плосък въздушен кондензатор с капацитет $C = 12\ \mathrm{nF}$ е направена малка дупчица. Кондензаторът е зареден, като левият електрод има потенциал $\varphi_1 = -5\ \mathrm{V}$, а десния $\varphi_2 = +5\ \mathrm{V}$. През дупчицата навлиза електрон със скорост, както е показано на чертежа. Зарядът на електрона е $e = -1{,}6.10^{-19}\ \mathrm{C}$.

а) Какво е напрежението $U$ между електродите на кондензатора? [2,5 т.]

б) Намерете заряда $q$ на кондензатора. Какви са зарядите $q_1$ и $q_2$ на всеки електрод, изразени в нанокулони (nC)? [2,5 т.]

в) Начертайте примерни силови линии на електростатичното поле между електродите на кондензатора. Каква е електричната сила (по посока и големина), действаща на електрона по време на движението между електродите, ако интензитетът на електростатичното поле е $E = 1.10^{4}\ \mathrm{N/C}$? Ще се променя ли тази сила по време на движението на електрона между електродите? [2,5 т.]

г) На колко е равна електричната потенциална енергия на електрона $W_1$, при навлизане в кондензатора и електричната потенциална енергия на електрона $W_2$ непосредствено преди достигането на втория електрод? Изразете $W_1$ и $W_2$ в електронволти ($1\ \mathrm{eV} = 1{,}6.10^{-19}\ \mathrm{J}$). [2,5 т.]

Отговори

Решение

Указания

Позволено е използване на непрограмируем калкулатор

ВРЕМЕ ЗА РАБОТА 4 АСТРОНОМИЧЕСКИ ЧАСА

ВСЯКА ЗАДАЧА СЕ ОЦЕНЯВА С 10 ТОЧКИ . ЗА СЛЕДВАЩИЯ КРЪГ СЕ КЛАСИРАТ УЧЕНИЦИ С 20 И ПОВЕЧЕ ТОЧКИ.

УСПЕХ

---

Оригинал в Архива: 10_zad.docx · официални решения: 10_resh.docx