С дано и решением При надевании на колесо повозки железной шины ее нагрели на 700К. Диаметр колеса 1310 мм, первоначальный диаметр шины 1300 мм. Наденется ли шина на колесо?
Электроны движутся от катода к аноду (на рисунке слева направо). Вектора скорости v и магнитной индукции В перпендикулярны. Действующая сила Лоренца: Fл = e·V·B Направление силы Лоренца определяется правилом левой руки: если левую руку расположить так, чтобы составляющая магнитной индукции В, перпендикулярная скорости заряда, входила в ладонь, а четыре пальца были направлены по движению положительного заряда (против движения отрицательного), то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление действующей на заряд силы Лоренца.
Использование этого правила в данном случае дает направление силы вверх (для положительного заряда). Значит, электроны, как частицы заряженные отрицательно, будут смещаться вниз.
Чтобы найти напряженность электростатического поля в данном конденсаторе, нам понадобятся формулы, связывающие напряженность электростатического поля с площадью пластин конденсатора и его зазором, а также формула для расчета напряжения между пластинами конденсатора.
Формула 1:
E = U / d,
где E - напряженность электростатического поля, U - напряжение между пластинами конденсатора, d - зазор между пластинами.
Формула 2:
C = ε₀ * S / d,
где C - емкость конденсатора, ε₀ - электрическая постоянная (примерное значение 8,854 * 10^(-12) Ф/м), S - площадь пластин конденсатора, d - зазор между пластинами.
Формула 3:
U = E * d,
где U - напряжение между пластинами конденсатора, E - напряженность электростатического поля, d - зазор между пластинами.
Данные:
S = 100 см^2 = 100 * 10^(-4) м^2,
d = 5 см = 5 * 10^(-2) м,
Eд = 2.5 кВ = 2.5 * 10^3 В.
Сначала найдем емкость конденсатора по формуле 2:
C = ε₀ * S / d,
C = 8.854 * 10^(-12) Ф/м * 100 * 10^(-4) м^2 / (5 * 10^(-2) м),
C = 8.854 * 100 / 5 Ф,
C ≈ 177 Ф.
Затем найдем напряжение между пластинами конденсатора по формуле 3:
U = Eд * d,
U = 2.5 * 10^3 В * 5 * 10^(-2) м,
U = 125 В.
И наконец, найдем напряженность электростатического поля в конденсаторе по формуле 1:
E = U / d,
E = 125 В / 5 * 10^(-2) м,
E = 2500 В / 0.05 м,
E = 50000 В/м.
Итак, напряженность электростатического поля в данном конденсаторе составляет 50000 В/м.
Вектора скорости v и магнитной индукции В перпендикулярны. Действующая сила Лоренца:
Fл = e·V·B
Направление силы Лоренца определяется правилом левой руки: если левую руку расположить так, чтобы составляющая магнитной индукции В, перпендикулярная скорости заряда, входила в ладонь, а четыре пальца были направлены по движению положительного заряда (против движения отрицательного), то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление действующей на заряд силы Лоренца.
Использование этого правила в данном случае дает направление силы вверх (для положительного заряда). Значит, электроны, как частицы заряженные отрицательно, будут смещаться вниз.
Формула 1:
E = U / d,
где E - напряженность электростатического поля, U - напряжение между пластинами конденсатора, d - зазор между пластинами.
Формула 2:
C = ε₀ * S / d,
где C - емкость конденсатора, ε₀ - электрическая постоянная (примерное значение 8,854 * 10^(-12) Ф/м), S - площадь пластин конденсатора, d - зазор между пластинами.
Формула 3:
U = E * d,
где U - напряжение между пластинами конденсатора, E - напряженность электростатического поля, d - зазор между пластинами.
Данные:
S = 100 см^2 = 100 * 10^(-4) м^2,
d = 5 см = 5 * 10^(-2) м,
Eд = 2.5 кВ = 2.5 * 10^3 В.
Сначала найдем емкость конденсатора по формуле 2:
C = ε₀ * S / d,
C = 8.854 * 10^(-12) Ф/м * 100 * 10^(-4) м^2 / (5 * 10^(-2) м),
C = 8.854 * 100 / 5 Ф,
C ≈ 177 Ф.
Затем найдем напряжение между пластинами конденсатора по формуле 3:
U = Eд * d,
U = 2.5 * 10^3 В * 5 * 10^(-2) м,
U = 125 В.
И наконец, найдем напряженность электростатического поля в конденсаторе по формуле 1:
E = U / d,
E = 125 В / 5 * 10^(-2) м,
E = 2500 В / 0.05 м,
E = 50000 В/м.
Итак, напряженность электростатического поля в данном конденсаторе составляет 50000 В/м.
Правильный ответ на вопрос: 1) 5 * 10^2 В/м.