Электрон переместился в однородном электрическом поле из точки А в точку В. В точке А кинетическая энергия электрона была равна 2 * 10-20 Дж. Потенциал точки А равен 4 В. В точке В скорость электрона увеличилась в 9 раз. Чему равен потенциал электрического поля в точке В?
от

1 Ответ

Дано:  
Кинетическая энергия в точке A (K_A) = 2 * 10^(-20) Дж  
Потенциал в точке A (V_A) = 4 В  
Увеличение скорости в точке B = 9 раз  
Кинетическая энергия в точке B (K_B) = ?  
Потенциал в точке B (V_B) = ?  

Найти:  
Потенциал электрического поля в точке B (V_B).  

Решение:  
Сначала найдем кинетическую энергию в точке B (K_B). Если скорость электрона увеличилась в 9 раз, то:  
v_B = 9 * v_A.  

Кинетическая энергия выражается как:  
K = (1/2) * m * v^2.  

Соотношение кинетической энергии в точках A и B будет:  
K_B = (1/2) * m * v_B^2 = (1/2) * m * (9 * v_A)^2 = 81 * (1/2) * m * v_A^2 = 81 * K_A.  

Подставим K_A:  
K_B = 81 * (2 * 10^(-20)) = 162 * 10^(-20) Дж = 1,62 * 10^(-18) Дж.  

Теперь найдем изменение потенциальной энергии (ΔU):  
ΔU = U_B - U_A = K_B - K_A.  

С учетом того, что U = q * V, где q - заряд электрона, имеем:  
ΔU = q * (V_B - V_A).  

Заряд электрона (q) = -1,6 * 10^(-19) Кл.  
Тогда:  
ΔU = -1,6 * 10^(-19) * (V_B - 4).  

Подставим в уравнение:  
1,62 * 10^(-18) = -1,6 * 10^(-19) * (V_B - 4).  

Решим это уравнение:  
1,62 * 10^(-18) = -1,6 * 10^(-19) * V_B + 6,4 * 10^(-19).  
Соберем все на одной стороне:  
-1,6 * 10^(-19) * V_B = 1,62 * 10^(-18) - 6,4 * 10^(-19).  

Подсчитаем правую часть:  
1,62 * 10^(-18) - 6,4 * 10^(-19) = 9,2 * 10^(-19).  

Теперь делим на -1,6 * 10^(-19):  
V_B = 9,2 * 10^(-19) / -1,6 * 10^(-19) = -5,75 В.  

Ответ:  
Потенциал электрического поля в точке B равен -5,75 В.
от