Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 32 № 5318

Электроны, вылетевшие в положительном направлении оси ОХ под действием света с катода фотоэлемента, попадают в электрическое и магнитное поля (см. рисунок). Какой должна быть напряжённость электрического поля E, чтобы самые быстрые электроны отклонялись в положительном направлении оси OY? Работа выхода для вещества катода 2,39 эВ, частота света 6,5 умножить на 10 в степени 14 Гц, индукция магнитного поля 10 в степени м инус в степени 3 Тл.

Решение.

На электрон со стороны магнитного поля действует сила Лоренца F_Л = qvB. Направление её определяется правилом левой руки. В данном случае сила Лоренца оказывается направленной в положительном направлении оси OY.

Со стороны электрического поля на электрон действует сила F_э =qE. Поскольку электрон заряжен отрицательно, сила направлена против направления напряженности электрического поля, то есть в отрицательном направлении оси ОY.

Таким образом, чтобы в момент попадания самых быстрых электронов в область полей действующая на них сила была направлена в положительном направлении оси OY, должно выполняться условие: qvB больше qE равносильно E меньше vB.

Из уравнения Эйнштейна, для максимальной кинетической энергии фотоэлектронов имеем:

 

h\nu = A плюс дробь, числитель — mv в степени 2 , знаменатель — 2 равносильно v= корень из { дробь, числитель — 2(h\nu минус A), знаменатель — m }.

 

Следовательно, напряжённость электрического поля должна подчиняться условию

 

E меньше B корень из { дробь, числитель — 2(h\nu минус A), знаменатель — m }=10 в степени м инус в степени 3 Тл умножить на корень из { дробь, числитель — 2 умножить на (6,62 умножить на 10 в степени минус 34 Дж умножить на с умножить на 6,5 умножить на 10 в степени 14 Гц минус 2,39 умножить на 1,6 умножить на 10 в степени минус 19 Дж), знаменатель — 9,1 умножить на 10 в степени –31 кг }\approx 320В/м.

 

 

Ответ: E меньше 320В/м.

Источник: ЕГЭ по физике 06.06.2013. Основная волна. Урал. Вариант 6.
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 3.1.3 Электрическое поле. Его действие на электрические заряды, 3.3.4 Сила Лоренца, её направление и величина, 5.1.4 Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта
Спрятать решение · · Курс 80 баллов ·
Евгений Иванов 08.06.2016 17:14

А берется всегда модуль заряда электрона в силе Лоренца и электрической силе?

Антон

Знак заряда учтён при определении направления силы.