НПСФ 2013, 9. клас — Задача 3. Електрони в електростатично поле

Национално пролетно състезание по физика 2013, тема за 9. клас · 16 март 2013 г. · 10 т.

Условие

Електрони, излизащи от центъра на източник $H$, навлизат в еднородно електростатично поле по оста $x$ между $H$ и метална плоча $P$, свързана с източник на напрежение, както е показано на фиг. 2. Началната им скорост е пренебрежима.

Полезни физични константи

Маса на електрона: $m_{\mathrm{e}} = 9{,}1.10^{-31}\ \mathrm{kg}$

Заряд на електрона: $e = -1{,}6.10^{-19}\ \mathrm{C}$

а) Начертайте две силови линии на полето между източника $H$ и плочата $P$. Какво е движението на електроните в тази област? [1 т.]

б) Каква е големината на ускорението $a_1$ на електроните между точка $H$ и точка $P$, ако напрежението между тях е $U_1 = 1{,}0\ \mathrm{kV}$, а разстоянието е $d_1 = 5{,}0\ \mathrm{cm}$? [1 т.]

в) За колко време електроните изминават разстоянието между точка $H$ и точка $P$? [1 т.]

г) През отвор в плочата $P$ електроните навлизат в еднородното електростатично поле между плочите $P$ и $Q$. Каква е големината на ускорението $a_2$ на електроните между плоча $P$ и плоча $Q$, ако напрежението между тях е $U_2 = 1{,}2\ \mathrm{kV}$, а разстоянието е $d_2 = 8{,}0\ \mathrm{cm}$? [1 т.]

д) На какво разстояние от точка $P$ се отдалечават електроните? [2 т.]

е) Начертайте количествени графики на зависимостта между времето и общия изминат път и между скоростта и времето на електроните от момента на навлизането им в електростатичното поле между $H$ и $P$ до момента на спирането им. [3 т.]

ж) Какво може да бъде максималното напрежение между точките $H$ и $P$, така че електроните да не попадат на плочата $Q$? [1 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: proletni_2013_9problems.pdf · официални решения: proletni_2013_9solutions.pdf