10 évf fizika feladatai és megoldásai

5. lecke Az elektromos mező munkája, a feszültség
1. Mennyivel nő egy elektron energiája, ha 1 V feszültségű pontok között gyorsul fel?
Megoldás:
U = 1 V
19
Q = e 1,6 10 C
W=?
-19 -19
W =U e= 1V 1,6 10 C=1,6 10 J =1 eV
2. Mekkora gyorsító feszültség hatására lesz 500 eV mozgási energiája egy elektronnak?
Mekkora a sebessége? Ez hány százaléka a fénysebességnek?
Megoldás:
E 500eV
kin
q e
m
U=?
v=?
19
1,6 10 C
31
9,1 10 kg
Az eV fogalmából következik, hogy 500 eV mozgási energiája 500 V gyorsító feszültség
hatására lesz.
Az U e
1
2
Ez a fénysebességnek
2
mv összefüggésből
v
m
7
1,33 10 s 4,4% -a.
8 m
3 10 s
19
2 U e
m = 2 500V 1,6 10 C
=1,33
31
9,1 10 kg
7 m
10 s
.
3. Egy töltés elektromos mezőben mozog. A mező munkavégzése nulla. Milyen felületen
helyezkedik el a mozgás pályája, ha a mező
a) homogén
b) ponttöltés tere?
Megoldás:
Ha a mező munkavégzése nulla, akkor a W = U Q összefüggés alapján a mozgás pályájának
pontjai ekvipotenciális felület pontjai.
a) Homogén mezőben ekvipotenciális felületek az erővonalakra merőleges síkok.
b) Ponttöltés terében ekvipotenciális felületek olyan gömbfelületek, melyek középpontja
a mezőt keltő töltés.
14