Номер 4, страница 400 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Авторы: Касьянов В. А.
Тип: Учебник
Издательство: Просвещение
Год издания: 2021 - 2025
Уровень обучения: углублённый
Цвет обложки: белый самолет и молнии изображены
ISBN: 978-5-09-103621-3
Популярные ГДЗ в 10 классе
Задачи. Параграф 85. Потенциал электростатического поля. 15. Энергия электромагнитного взаимодействия неподвижных зарядов. Электростатика - номер 4, страница 400.
№4 (с. 400)
Условие. №4 (с. 400)
скриншот условия

4. Разность потенциалов между катодом и ускоряющим анодом в электронно-лучевой трубке телевизора (см. рис. 316) $U = 10 \text{ кВ}$. Какую скорость приобретает электрон, пройдя такую разность потенциалов? Начальную скорость электрона примите равной нулю.
Решение. №4 (с. 400)
Дано:
$U = 10 \text{ кВ} = 10 \cdot 10^3 \text{ В} = 10^4 \text{ В}$
$v_0 = 0 \text{ м/с}$
$e = 1.6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}$ (заряд электрона)
$m_e = 9.1 \cdot 10^{-31} \text{ кг}$ (масса электрона)
Найти:
$v$ - ?
Решение:
Когда электрон проходит через ускоряющую разность потенциалов, работа, совершаемая электрическим полем, полностью переходит в кинетическую энергию электрона. Это следует из закона сохранения энергии или теоремы о кинетической энергии.
Работа $A$ электрического поля при перемещении заряда $q$ через разность потенциалов $U$ определяется по формуле:
$A = qU$
Для электрона заряд $q$ равен элементарному заряду $e$.
$A = eU$
Изменение кинетической энергии $\Delta E_k$ электрона равно разности между его конечной и начальной кинетической энергией:
$\Delta E_k = E_{k \text{ конечная}} - E_{k \text{ начальная}} = \frac{m_e v^2}{2} - \frac{m_e v_0^2}{2}$
По условию задачи, начальная скорость электрона равна нулю ($v_0 = 0$), поэтому его начальная кинетическая энергия также равна нулю. Следовательно, изменение кинетической энергии равно его конечной кинетической энергии:
$\Delta E_k = \frac{m_e v^2}{2}$
Согласно теореме о кинетической энергии, работа поля равна изменению кинетической энергии:
$A = \Delta E_k$
$eU = \frac{m_e v^2}{2}$
Из этого соотношения выразим искомую скорость $v$:
$v^2 = \frac{2eU}{m_e}$
$v = \sqrt{\frac{2eU}{m_e}}$
Подставим числовые значения в полученную формулу и выполним вычисления:
$v = \sqrt{\frac{2 \cdot 1.6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл} \cdot 10^4 \text{ В}}{9.1 \cdot 10^{-31} \text{ кг}}} = \sqrt{\frac{3.2 \cdot 10^{-15}}{9.1 \cdot 10^{-31}}} \text{ м/с}$
$v \approx \sqrt{0.352 \cdot 10^{16}} \text{ м/с} \approx 0.593 \cdot 10^8 \text{ м/с} = 5.93 \cdot 10^7 \text{ м/с}$
Ответ: скорость, которую приобретает электрон, пройдя разность потенциалов 10 кВ, составляет приблизительно $5.93 \cdot 10^7$ м/с.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения номер 4 расположенного на странице 400 к учебнику 2021 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №4 (с. 400), автора: Касьянов (Валерий Алексеевич), ФГОС (старый) углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.