Question

Электрон, который прошел разность потенциалов 100 В, влетает в плоский конденсатор вдоль его осевой линии. При каком наименьшем напряжении между пластинамиэлектрон вылетит из него? Расстояние между пластинами 1 см, длина пластин 10 см.

Answer 1

C=S/(4∙π∙d)∙1,11, пФ

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать сохранение энергии электрона.

Изначально у электрона есть кинетическая энергия, вызванная разностью потенциалов, которая равна: K = e * V, где e - заряд электрона, а V - разность потенциалов между пластинами.

Кинетическая энергия электрона также может быть записана в виде: K = (1/2) * m * v^2, где m - масса электрона, а v - его скорость.

Так как электрон влетает в плоский конденсатор вдоль его осевой линии, можно сказать, что его начальная скорость вдоль оси конденсатора равна нулю (v₀ = 0). Таким образом, его кинетическая энергия при вылете из конденсатора должна быть равна нулю.

При вылете из конденсатора электрон достигает другой пластины и теряет всю свою начальную кинетическую энергию, превращая ее в потенциальную энергию: U = e * V₁, где V₁ - наименьшее напряжение между пластинами, при котором электрон вылетает.

Сохранение энергии дает нам следующее равенство: K = U, e * V = e * V₁.

Таким образом, наименьшее напряжение между пластинами можно найти как: V₁ = V.

В данной задаче разность потенциалов между пластинами V равна 100 В, поэтому наименьшее напряжение между пластинами, при котором электрон вылетит, также равно 100 В.