Электрон влетает в пространство между пластинами плоского конденсатора со скоростью V0 = 4 · 107 м/с (на рисунке показан вид сверху) на расстоянии d/2 от пластин. Расстояние между пластинами d = 4 мм, длина пластин L = 6 см, напряжение между ними 10 В.
Выберите все верные утверждения.
1. Модуль напряженности электрического поля в конденсаторе равен 2,5 кВ/м.
2. На электрон внутри конденсатора со стороны электрического поля будет действовать сила, всегда направленная вдоль отрицательного направления оси 0y.
3. В процессе движения электрона внутри конденсатора действующая на него со стороны поля электрическая сила не будет изменяться.
4. Траектория движения электрона в конденсаторе представляет собой прямую линию, направленную под углом к оси 0x.
5. Время, которое потребуется электрону для того, чтобы вылететь из конденсатора, равно 0,0015 мкс.
Проверим правильность утверждений.
1. Верно. Электрическое поле внутри плоского воздушного конденсатора однородное, модуль его напряженности связан с напряжением на конденсаторе и расстоянием между пластинами соотношением
2. Неверно. Электрон — отрицательно заряженная частица, следовательно, он будет отталкиваться от отрицательной пластины и притягиваться к положительной. На электрон внутри конденсатора со стороны электрического поля будет действовать сила, всегда направленная вдоль положительного направления оси 0y.
3. Верно. Электрическое поле внутри плоского воздушного конденсатора однородное, а значит, сила, действующая на электрон, не будет изменяться.
4. Неверно. Электрон будет двигаться с ускорением, вызванным действием электрической силы. При этом продольная составляющая скорости электрона не меняется и он будет двигаться по параболической траектории.
5. Верно. Чтобы вылететь из конденсатора, электрону понадобиться время Подсчитаем, сколько времени потребуется электрону, чтобы упасть на нижнюю пластину. Перемещение равно
при этом ускорение равно
откуда
Это время больше времени пролета через конденсатор, следовательно, электрон вылетит из конденсатора.
Ответ: 135.

