Автор: admin. Рубрики: Задачи 30 (С4). Опубликовано: Сентябрь 10th, 2016

Задача на движение заряженных частиц в электрическом поле. Эта задача может быть полезна и интересна всем, кто сдаёт экзамен по физике.

На рисунке показана схема устройства для предварительного отбора заряженных частиц для последующего детального исследования. Устройство представляет собой конденсатор, пластины которого изогнуты дугой радиусом R = 50 см. Предположим, что в промежуток между обкладками конденсатора из источника заряженных частиц (н.ч.) влетают ионы, как показано на рисунке. напряжённость электрического поля в конденсаторе по модулю равна 5 кВ/м. Скорость ионов равна 105 м/с. При каком значении отношения заряда к массе ионы пролетят сквозь конденсатор, не коснувшись его пластин? Считать, что расстояние между обкладками конденсатора мало, напряжённость электрического поля всюду одинакова по модулю, а вне конденсатора электрическое поле отсутствует. Влиянием силы тяжести пренебречь.Сферический конденсатор

Не новая. честно говоря, задача. Эта задача была разобрана в одном из демонстрационных вариантов ФИПИ несколько лет назад. Но тем не менее….

Раз поток ионов попадает в электрическое поле. то на заряженные частицы действует сила Кулона.

Сферический конденсаторИ так как ионы движутся по окружности, сила Кулона сообщает им центростремительное ускорение. Тогда второй закон Ньютона для заряженных ионов запишется:сферический конденсатор

Приравнивая модули правых частей формул, имеем:Сферический конденсаторсферический конденсатор

Отсюда находим искомое отношение заряда к массе  иона.сферический конденсаторОстаётся подставить численные значения физических величин, предварительно переведя их в систему СИ и посчитать итоговый результат.

Важно! Основная ошибка, допущенная учащимися состояла в следующем: Раз ионы двигались по дугам окружностей, то вместо силы Кулоны использовалась сила Лоренца. Чего делать было категорически нельзя!

Поделиться с друзьями

Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники
Вы можете оставить комментарий, или поставить трэкбек со своего сайта.

Есть 2 коммент. к “Сферический конденсатор”

  1. Дарья:

    Разве на заряды действует сила Кулона , разве не электрическая сила?

Написать комментарий

*
Copy Protected by Chetans WP-Copyprotect.
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика