Global EE

Электростатика — Задание 15 ЕГЭ по физике №00047832

Задание №15. Электродинамика. Установление Соответствия

Электростатика

№2. Задание 15

ID: 00047832

$\alpha$-частица, движущаяся в вакууме со скоростью $v\ll c$, пролетает между пластинами заряженного конденсатора так, как показано на рисунке. Пролетев конденсатор, частица отклоняется от первоначального направления на угол $\alpha$.

Рисунок к заданию 15 ЕГЭ по физике — Электростатика

Как изменятся кинетическая энергия вылетевшей частицы и угол $\alpha$, если увеличить напряжение между пластинами конденсатора?

Кинетическая энергия $\alpha$-частицы на выходе из конденсатора

Угол отклонения частицы $\alpha$

 

 

 

 

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

 

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Источник: Сборник Демидовой 2019

Решение

Частица влетает параллельно пластинам. Поле конденсатора направлено поперёк пластин (от «+» к «−») и действует на частицу силой $qE$ поперёк пластин. Вдоль пластин сил нет, поэтому скорость вдоль пластин $v$ не меняется, и время пролёта $t=\dfrac{L}{v}$ ($L$ — длина пластин) прежнее.

Увеличим напряжение $U$: напряжённость поля $E=\dfrac{U}{d}$ вырастет, вырастет и сила, и поперечное ускорение $a=\dfrac{qE}{m}$.

Кинетическая энергия. Она растёт на работу силы поля: $A=qE\cdot y$, где $y$ — смещение частицы поперёк пластин за время пролёта, $y=\dfrac{at^2}{2}$. Время то же, ускорение больше — смещение больше; сила тоже больше. Работа поля выросла, и кинетическая энергия на выходе увеличится.

Угол отклонения. Поперечная скорость на выходе $v_y=at$ выросла, а продольная $v$ прежняя:

$$\operatorname{tg}\alpha=\dfrac{v_y}{v}.$$

Тангенс вырос — угол увеличится.

Итог: кинетическая энергия — 1, угол — 1.

Ответ

11
Другие задания по теме «Электростатика» (8)