Какую скорость будет иметь электрон, движущийся от точки a к точке b при разности потенциалов 100 В, если в начальной точке a его скорость равна нулю?

Физика 10 класс Электрическое поле и работа электрического поля скорость электрона разность потенциалов начальная скорость физика движение электрона электрон точка A точка B 100 В закон сохранения энергии Новый

Для решения данной задачи мы воспользуемся законом сохранения энергии. Когда электрон движется от точки a к точке b под действием электрического поля, его потенциальная энергия преобразуется в кинетическую.

Шаг 1: Определим изменение потенциальной энергии.

Разность потенциалов (U) между точками a и b равна 100 В. Потенциальная энергия (E_p) электрона в электрическом поле определяется формулой:

• E_p = q * U

где q - заряд электрона, который равен примерно -1.6 * 10^(-19) Кл. В данном случае, поскольку мы рассматриваем изменение энергии, знак заряда не будет влиять на итоговый результат, так как мы будем учитывать только модуль.

Шаг 2: Найдем кинетическую энергию электрона.

Кинетическая энергия (E_k) электрона в момент, когда он достигнет точки b, будет равна:

• E_k = (1/2) * m * v^2

где m - масса электрона, которая составляет примерно 9.11 * 10^(-31) кг, а v - скорость электрона, которую мы хотим найти.

Шаг 3: Применим закон сохранения энергии.

Согласно закону сохранения энергии, изменение потенциальной энергии равно увеличению кинетической энергии:

• E_p = E_k

Подставим выражения для потенциальной и кинетической энергии:

• q * U = (1/2) * m * v^2

Шаг 4: Подставим известные значения.

Теперь подставим известные значения:

• q = 1.6 * 10^(-19) Кл (модуль заряда электрона)
• U = 100 В
• m = 9.11 * 10^(-31) кг

Подставим это в уравнение:

• 1.6 * 10^(-19) * 100 = (1/2) * 9.11 * 10^(-31) * v^2

Шаг 5: Решим уравнение для скорости v.

Упростим уравнение:

• 1.6 * 10^(-17) = (1/2) * 9.11 * 10^(-31) * v^2
• v^2 = (2 * 1.6 * 10^(-17)) / (9.11 * 10^(-31))
• v^2 = (3.2 * 10^(-17)) / (9.11 * 10^(-31))
• v^2 ≈ 3.51 * 10^13
• v ≈ sqrt(3.51 * 10^13)
• v ≈ 5.93 * 10^6 м/с

Ответ: Скорость электрона, движущегося от точки a к точке b при разности потенциалов 100 В, составит примерно 5.93 * 10^6 м/с.