Отбор ионов по энергии
На рисунке показана схема устройства для предварительного отбора заряженных частиц из источника частиц для последующего детального исследования. Устройство представляет собой конденсатор, пластины которого изогнуты дугой радиусом $R$. В промежутке между обкладками конденсатора пролетают молекулы интересующего вещества, потерявшие один электрон. Во сколько раз нужно изменить напряжение на обкладках конденсатора, чтобы сквозь него могли пролетать такие же ионы, но имеющие в 2 раза большую кинетическую энергию? Считать, что расстояние между обкладками конденсатора мало, напряжённость электрического поля в конденсаторе всюду одинакова по модулю, а вне конденсатора электрическое поле отсутствует. Влиянием силы тяжести пренебречь.
Дайте развернутый ответ с обоснованием.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
На рисунке показана схема устройства для предварительного отбора заряженных частиц из источника частиц (и.ч.) для последующего детального исследования. Устройство представляет собой конденсатор, пластины которого изогнуты дугой радиусом R. Предположим, что в промежутке между обкладками конденсатора, не касаясь их, пролетают молекулы интересующего нас вещества, потерявшие один электрон. Во сколько раз нужно изменить напряжение на обкладках конденсатора, чтобы сквозь него могли пролетать такие же ионы, но имеющие в 2 раза бóльшую кинетическую энергию? Считать, что расстояние между обкладками конденсатора мало, напряжённость электрического поля в конденсаторе всюду одинакова по модулю, а вне конденсатора электрическое поле отсутствует. Влиянием силы тяжести пренебречь. | ||
| |
Это задание с развёрнутым решением: ответом считается запись хода решения, а не строка. Напишите решение на бумаге и сравните с разбором — там каждый шаг с обоснованием.
Открыть разбор1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3
Какая сила сообщает иону центростремительное ускорение при движении между пластинами?
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
Приравняйте электрическую силу и центростремительную: $eE = \dfrac{mv^2}{R}$. Учтите, что $E = \dfrac{U}{d}$, а $K = \dfrac{mv^2}{2}$.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
Из условий следует $\dfrac{eU}{d} = \dfrac{2K}{R}$, поэтому напряжение прямо пропорционально кинетической энергии. При увеличении энергии в 2 раза напряжение также нужно увеличить в 2 раза.