НПСФ 2009, 9. клас — Задача 3. Заредена частица в плосък кондензатор

Национално пролетно състезание по физика, 28 февруари 2009 г., Велинград — Тема 9 клас · 28 февруари 2009 г. · 10 т.

Условие

Положително заредена частица, предварително ускорена от напрежение $U_1 = 10\ \mathrm{kV}$, е насочена по оста на плосък кондензатор, (на равни разстояния от двата електрода). Разстоянието между електродите на кондензатора е $d = 1\ \mathrm{cm}$, а дължината им е $l = 10\ \mathrm{cm}$.

Указание: В кондензатора частицата се движи по криволинейна траектория. Това движение може да се разглежда като съставено от две праволинейни движения, които частицата извършва едновременно - праволинейно равномерно движение, по оста на кондензатора и равноускорително движение без начална скорост в перпендикулярна на оста посока.

а) Получете в общ вид началната скорост на частицата с която тя влиза между електродите на кондензатора. Приемете, че преди ускоряването от напрежението $U_1 = 10\ \mathrm{kV}$, частицата е била в покой. Масата и заряда на частицата обозначете съответно с $m$ и $q$. [2 т.]

б) Получете в общ вид времето за което частицата би преминала през незареден кондензатор. [1 т.]

в) Получете в общ вид електричната сила действаща върху частицата между електродите на кондензатора. Напрежението между електродите на кондензатора обозначете с $U$ [1 т.]

г) Получете в общ вид ускорението на движението на частицата в посока перпендикулярна на оста на кондензатора. [2 т.]

д) Пресметнете пътя изминат в направление перпендикулярно на оста на кондензатора. [1 т.]

е) Пресметнете минималното напрежение U на кондензатора, при което частицата няма да премине през него, а ще попадне на единия му електрод? [3 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: proletni_2009_9problems.pdf · официални решения: proletni_2009_9solutions.pdf