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電子を速度10秒に上げた速度を電子に加速できる電界を生成するために、どのような電位を適用する必要がありますか?

この問題を解決する方法は次のとおりです。

概念を理解する

* 電界(e): 充電されたオブジェクトが力を経験する宇宙の領域。 1メートルあたりのボルト(v/m)で測定されます。

* ポテンシャル差(v): 2つのポイント間の電位の違い。ボルト(v)で測定されます。

* ワークエネルギー定理: オブジェクトで行われた作業は、運動エネルギーの変化に等しくなります。

* 電子の電荷(e): -1.602 x 10^-19 coulombs

手順

1。電子の運動エネルギーを計算します:

*運動エネルギー(ke)=(1/2) *質量(m) *速度^2(v^2)

* ke =(1/2) * 9.11 x 10^-31 kg *(10^7 m/s)^2

*KE≈4.555x 10^-17 j

2。行われた作業を潜在的な違いに関連付けます:

*電界によって電子上で行われる作業(W)は、その運動エネルギーの変化に等しくなります。

* work(w)=q * v(qは電子の電荷)

3。作業と運動エネルギーを等しくします:

* Q * V =KE

4。ポテンシャル差の解決(v):

* v =ke / q

* v =(4.555 x 10^-17 j) /(-1.602 x 10^-19 c)

*V≈ -284.3 v

したがって、電子を毎秒10^7メートルの速度に加速するために、約-284.3ボルトの電位差を適用する必要があります。

注: 負の記号は、電子を加速するために電位差が負でなければならないことを示しています。これは、電子が負電荷を持っているためであり、より高い可能性のある領域に引き付けられるためです。

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