Физика в задачах для поступающих в вузы - Турчина Н.В.
ISBN 978-5-94666-452-3
Скачать (прямая ссылка):
10.15.7. С большого расстояния к металлической плоскости движется тело массой m, имеющее заряд q. Определите скорость тела в тот момент, когда оно будет находиться на расстоянии d от плоскости. Начальная скорость тела равна нулю, а его размеры много меньше d.
10.15.8. Электрон влетает в плоский конденсатор через очень малое отверстие в положительно заряженной пластине. Скорость электрона v = 104 км/с направлена перпендикулярно плоскости пластин. Чему должна быть равна наименьшая разность потенциалов между пластинами, чтобы электрон вылетел обратно из конденсатора? Поле между обкладками конденсатора считать однородным.
10.15.9. Две заряженные частицы находятся в однородном внешнем электрическом поле, напряженность которого E. Частица массой m имеет отрицательный заряд —q, частица массой M — положительный заряд Q (рис. 10.15.5). На каком расстоянии друг от друга должны находиться частицы, чтобы при движении их взаимное расположение не изменилось?
10.15.10. Электрон, движущийся с некоторой скоростью вдоль оси OX, влетает в область электрического поля, зависимость потенциала которого от координаты x изображена на рисунке 10.15.6. При какой минимальной скорости vmin электрон сможет пройти эту область?
Ф
Ei 0 Фо xi х2
®- m, —q в M, Q N
Рис. 10.15.5 Рис. 10.15.6
10.15.11. Электрон влетает в точке x = 0 в тормозящее однородное электрическое поле, направленное вдоль оси OX, и движется вдоль силовых линий поля. Начальная скорость электрона равна v = 104 м/с. Напряженность поля возрастает пропорционально пройденному электроном расстоянию x, т. е. изменяется по закону E = ax, где a = 9,1 • 10-3 В/м2. Найдите максимальное расстояние, на которое электрон может проникнуть в поле.
• 10.15.12. Силовые линии электростатического поля представляют собой параллельные прямые. Вдоль силовых линий напряженность поля возрастает по закону E = ax, где a = 105 В/м2. Какую энергию W приобретет частица с зарядом q = 2 • 10 10 Кл, пройдя из начала координат вдоль силовой линии расстояние l = 1 м?
249
10.15.13. Частица массой m и зарядом q влетает с горизонтальной скоростью U0 в однородное электрическое поле напряженностью E. Линии напряженности электрического поля совпадают с направлением ускорения свободного падения (рис. 10.15.7). Найдите ускорение частицы и ее скорость спустя время t. Запишите закон движения частицы.
• 10.15.14. Частица, имеющая заряд q и энергию W, влетает в плоский конденсатор параллельно его пластинам. Заряд конденсатора Q, его емкость C, расстояние между пластинами d. Первоначально частица находится на одинаковом расстоянии от пластин. Какой длины должна быть каждая пластина, чтобы частица не упала на ее поверхность?
• 10.15.15. Электрон, имеющий кинетическую энергию W, влетает в плоский конденсатор, между пластинами которого поддерживается разность потенциалов Дф. Расстояние между пластинами d, их длина 1. На расстоянии h от конденсатора находится экран (рис. 10.15.8). Начальная скорость электрона направлена параллельно пластинам. Найдите смещение электрона на экране.
Э
©- vO d .—v—>
e
E l
Рис. 10.15.7 Рис. 10.15.8
10.15.16. Узкий пучок электронов пролетает через плоский конденсатор параллельно его пластинам и вызывает свечение экрана, расположенного на расстоянии L = 15 см от края конденсатора. При подаче на конденсатор напряжения U = 50 В светящееся пятно на экране смещается на величину H = 21 мм. Расстояние между пластинами конденсатора d = 18 мм, длина пластин 1 = 6 см. Определите скорость электронов в пучке.
10.15.17. В плоский конденсатор длиной 1 = 5 см влетает электрон под углом а = 15° к пластинам. Энергия электрона W = = 1,5 кэВ. Расстояние между пластинами d = 1 см. Определите напряжение на конденсаторе, при котором электрон на выходе будет двигаться параллельно пластинам.
250
m, q
E
Рис. 10.15.9
d
І.
10.15.18. Частица массой m = 10 12 кг и зарядом q = -2 • 10 11 Кл влетает в вертикальное однородное электростатическое поле напряженностью E = 40 В/м под углом ф = 120° к силовым линиям со скоростью и0 = 220 м/с (рис. 10.15.9). Через какой промежуток времени частица сместится вдоль силовой линии на расстояние ДА = 3 м?
Чему равна скорость частицы в этот момент времени? Силу тяжести не учитывать.
10.15.19. Тело массой m с зарядом q (q > 0) брошено под углом а к горизонту с начальной скоростью Uo. Движение тела происходит одновременно в поле тяготения и однородном электростатическом поле напряженностью E, силовые линии которого направлены вертикально вниз. Определите время полета, дальность полета и максимальную высоту подъема тела над линией горизонта.
10.15.20. Частица массой m и зарядом q > 0 влетает в плоский конденсатор, обкладками которого являются металлические сетки (рис. 10.15.10).
Напряженность поля в конденсаторе равна E, расстояние между сетками d.
Начальная скорость частицы U0 составляет угол а с плоскостью первой сетки.
С какой скоростью и под каким углом к плоскости второй сетки частица вылетит из конденсатора? Силу тяжести не учитывать.
