Методические указания для практических занятий по общей и экспериментальной физике. Часть третья. Электричество. Филимонова Л.В. - 10 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ЕГУ им. Бунина | Елец

Составители: 

Рубрика: 

10
рис. 3
- для величины напряженности
2
)( rR
Q
kE
+
=
,
где
R – радиус шара.
Выражая заряд шара через его потенциал и подставляя в формулу для
напряженности, получим искомую величину:
2
)( rR
R
E
+
=
ϕ
.
Самостоятельно проведите вычисления и запишите ответ, указав едини-
цы измерения.
Задача №1.5. Протон, движущийся со скоростью v
0
=100 км/с, влетает в элек-
трическое поле с напряженностью Е=50 В/м в направлении, противоположном
направлению силовых линий поля. Какую разность потенциалов пройдет про-
тон до полной остановки? Через сколько микросекунд скорость протона ста-
нет равной нулю? Отношение заряда протона к его массе равно
m
q
=10
8
Кл/кг.
Указания по решению. Протон – частица, несущая положительный заряд. Со
стороны электрического поля на нее действует сила в направлении силовых
линий. В данном случае эта сила
направлена противоположно скорости
частицы, поэтому скорость протона будет
уменьшаться по мере его движения в поле
до нуля, а затем начнется движение в
противоположном
начальному направле-
нии. В этом усматривается аналогия с
движением тела, брошенного вверх в поле
тяготения Земли. Электростатическое поле, как и гравитационное, потенци-
ально: заряженная частица обладает в этом поле потенциальной энергией.
При движении протона в ЭСП на него не действуют непотенциальные
силы, поэтому выполняется закон сохранения полной механической энергии.
Отсюда следует
, что в положениях 1 и 2 суммы кинетической и потенциаль-
ной энергии протона равны между собой: 
- для величины напряженности
                                         Q
                               E=k             ,
                                     ( R + r)2
где R – радиус шара.
      Выражая заряд шара через его потенциал и подставляя в формулу для
напряженности, получим искомую величину:
                                       ϕR
                               E=               .
                                    ( R + r)2
     Самостоятельно проведите вычисления и запишите ответ, указав едини-
цы измерения.

Задача №1.5. Протон, движущийся со скоростью v0=100 км/с, влетает в элек-
трическое поле с напряженностью Е=50 В/м в направлении, противоположном
направлению силовых линий поля. Какую разность потенциалов пройдет про-
тон до полной остановки? Через сколько микросекунд скорость протона ста-
                                                             q
нет равной нулю? Отношение заряда протона к его массе равно =108 Кл/кг.
                                                             m
Указания по решению. Протон – частица, несущая положительный заряд. Со
стороны электрического поля на нее действует сила в направлении силовых
                                 линий. В данном случае эта сила
                                 направлена     противоположно    скорости
                                 частицы, поэтому скорость протона будет
                                 уменьшаться по мере его движения в поле
                                 до нуля, а затем начнется движение в
                                 противоположном начальному направле-
                                 нии. В этом усматривается аналогия с
   рис. 3
                                 движением тела, брошенного вверх в поле
тяготения Земли. Электростатическое поле, как и гравитационное, потенци-
ально: заряженная частица обладает в этом поле потенциальной энергией.
       При движении протона в ЭСП на него не действуют непотенциальные
силы, поэтому выполняется закон сохранения полной механической энергии.
Отсюда следует, что в положениях 1 и 2 суммы кинетической и потенциаль-
ной энергии протона равны между собой:


                                  10

Страницы