ТърсиУченик? Влез с код30 дни безплатноБезплатно
Класове
Начален етап
Прогимназиален етап
Гимназиален етап
Всички игриНВО и матуриЦениСтатииВидеоЗа родителиЗа училищаВход за учителиУченик? Влез с код
Физика и астрономия · 10 клас · урок 1 от 4

Движение в електрично поле. Електронволт

В еднородно електрично поле върху заредена частица действа постоянна сила F = q·E, затова тя се движи с постоянно ускорение. Положителният заряд се ускорява по посока на полето, а електронът в обратна посока. Когато заряд q премине напрежение U, полето извършва работа A = q·U и тя се превръща в кинетична енергия. В атомната физика енергията се измерва удобно в електронволти: 1 eV е енергията, която получава електрон при ускоряване с 1 V.

Играйте само този урок:Вярно или невярноТаблоБомбаНадбягванеОтборен тест А/Б/В/ГГорещ стол

Работен лист за печат

Какво да запомним

  • Сила в поле: F = q·E; ускорение a = q·E/m.
  • Работа на полето: A = q·U = mv2/2 (при старт от покой).
  • 1 eV = 1,6·10−19 J; 1 keV = 103 eV, 1 MeV = 106 eV.
  • Частица, влетяла перпендикулярно на полето в кондензатор, се движи по парабола.

Пример

Електрон, ускорен от покой с напрежение 200 V, получава кинетична енергия 200 eV = 200·1,6·10−19 J = 3,2·10−17 J.

Проверете се: 20 въпроса

Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.

  1. Как се движи положителен заряд, пуснат без начална скорост в еднородно електрично поле?
    • Равномерно по посока на линиите
    • Равноускорително по посока на силовите линии
    • Равноускорително обратно на линиите
    • По окръжност

    Отговор: Равноускорително по линиите

    Силата qE е постоянна и е по посока на полето за положителен заряд.

  2. Каква кинетична енергия получава алфа-частица (заряд 2e), ускорена от покой с напрежение 1000 V?
    • 2 keV
    • 1 keV
    • 500 eV
    • 4 keV

    Отговор: 2000 eV = 2 keV

    Ek = qU = 2e·1000 V = 2000 eV.

  3. Каква скорост придобива електрон (m = 9,1·10−31 kg), ускорен от покой с напрежение 100 V?
    • ≈ 3,5·1013 m/s
    • ≈ 5,9·103 m/s
    • ≈ 5,9·106 m/s
    • ≈ 1,9·105 m/s

    Отговор: ≈ 5,9·106 m/s

    mv2/2 = eU, v = √(2eU/m) = √(3,5·1013) ≈ 5,9·106 m/s.

  4. Електронен лъч влиза перпендикулярно на полето между плочите на кондензатор. По каква линия се движи между плочите?
    • Окръжност
    • Права
    • Спирала
    • Парабола

    Отговор: Парабола

    Движението е като хоризонтален хвърлей: равномерно по скоростта и равноускорително по полето.

  5. Протон изминава от покой 5 cm по линиите на поле с интензитет 2·104 V/m. Каква кинетична енергия получава?
    • 1 keV
    • 10 keV
    • 100 eV
    • 400 keV

    Отговор: 1 keV (1,6·10−16 J)

    U = Ed = 2·104·0,05 = 1000 V, Ek = eU = 1000 eV.

  6. Накъде се ускорява електрон, пуснат без начална скорост в еднородно електрично поле?
    • Срещу линиите на полето
    • По посока на линиите
    • Перпендикулярно на линиите
    • Не се ускорява

    Отговор: Срещу линиите на полето

    Зарядът на електрона е отрицателен, затова силата qE е насочена срещу интензитета.

  7. Каква работа извършва електричното поле при преместване на заряд q между точки с напрежение U?
    • A = U/q
    • A = q/U
    • A = qU
    • A = qU2

    Отговор: A = qU

    По определение на напрежението U = A/q, следователно A = qU.

  8. Колко пъти по-голяма скорост придобива електрон, ускорен от покой с 400 V, отколкото ускорен със 100 V?
    • 4 пъти
    • 2 пъти
    • 16 пъти
    • √2 пъти

    Отговор: 2 пъти

    mv2/2 = eU, значи v ∝ √U; √(400/100) = 2.

  9. Какво е ускорението на електрон в поле с интензитет 910 V/m? (e = 1,6·10−19 C, m = 9,1·10−31 kg)
    • 1,6·1011 m/s2
    • 910 m/s2
    • 5,7·10−9 m/s2
    • 1,6·1014 m/s2

    Отговор: 1,6·1014 m/s2

    a = eE/m = 1,6·10−19 · 910 / 9,1·10−31 = 1,6·1014 m/s2.

  10. Електрон влиза със скорост 107 m/s в спиращо електрично поле. Какво напрежение е нужно, за да го спре? (m = 9,1·10−31 kg)
    • ≈ 28 V
    • ≈ 284 V
    • ≈ 2840 V
    • ≈ 569 V

    Отговор: ≈ 284 V

    eU = mv2/2, U = 9,1·10−31 · 1014 / (2 · 1,6·10−19) ≈ 284 V.

  11. Каква величина се измерва в електронволти?
    • Енергия
    • Напрежение
    • Заряд
    • Сила

    Отговор: Енергия

    Електронволт е енергията, която получава електрон при ускоряване с напрежение 1 V.

  12. Колко електронволта е 1 MeV?
    • 106 eV
    • 103 eV
    • 109 eV
    • 10−6 eV

    Отговор: 106 eV

    Представката М (мега) означава милион.

  13. Колко електронволта е енергия 3,2·10−19 J?
    • 0,5 eV
    • 20 eV
    • 2 eV
    • 5,1 eV

    Отговор: 2 eV

    1 eV = 1,6·10−19 J, затова 3,2/1,6 = 2 eV.

  14. В Големия адронен ускорител всеки сноп протони достига енергия 6,8 TeV. Колко електронволта е това?
    • 6,8·109 eV
    • 6,8·1012 eV
    • 6,8·1015 eV
    • 6,8·106 eV

    Отговор: 6,8·1012 eV

    Представката Т (тера) означава 1012.

  15. На колко е равна енергията на покой mc2 на електрона?
    • ≈ 938 MeV
    • ≈ 0,511 keV
    • ≈ 0,511 MeV
    • ≈ 511 MeV

    Отговор: ≈ 0,511 MeV

    9,1·10−31·(3·108)2 ≈ 8,2·10−14 J ≈ 0,511 MeV.

  16. На колко джаула е равен 1 eV?
    • 9,1·10−31 J
    • 1,6·10−19 J
    • 1 J
    • 6,25·1018 J

    Отговор: 1,6·10−19 J

    1 eV е енергията, която получава елементарен заряд при напрежение 1 V: 1,6·10−19 C · 1 V.

  17. Каква енергия получава електрон, ускорен с напрежение 1 V?
    • 1 J
    • 1 keV
    • 0,5 eV
    • 1 eV

    Отговор: 1 eV

    Това е определението на електронволта.

  18. Колко keV е 0,25 MeV?
    • 25 keV
    • 2,5 keV
    • 250 keV
    • 2500 keV

    Отговор: 250 keV

    1 MeV = 1000 keV, затова 0,25 MeV = 250 keV.

  19. Каква кинетична енергия получава протон, ускорен от покой с напрежение 20 kV?
    • 20 keV
    • 40 keV
    • 10 keV
    • 20 eV

    Отговор: 20 keV

    E = eU = 1 e · 20 000 V = 20 keV.

  20. Колко е приблизително енергията на покой на протона (m ≈ 1,67·10−27 kg)?
    • ≈ 0,511 MeV
    • ≈ 9,38 GeV
    • ≈ 938 MeV
    • ≈ 93,8 keV

    Отговор: ≈ 938 MeV

    E = mc2 ≈ 1,67·10−27 · 9·1016 ≈ 1,5·10−10 J ≈ 938 MeV.