ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ. А1. Какую энергию в эргах приобретает электрон, пройдя в вакууме разность потенциалов 1 В?(В атомной фи­зике эта энергия принимается за единицу

Задачи легкие

А1. Какую энергию в эргах приобретает электрон, пройдя в вакууме разность потенциалов 1 В?(В атомной фи­зике эта энергия принимается за единицу «электрон-вольт».)

А2. С какой скоростью достигают анода электронной лампы электроны, испускаемые катодом, если напряжение между катодом и анодом равно 200 В? Начальной скоростью электронов можно пренебречь.

Задачи средней трудности

Рис. 20.6

В1.Между нитью накала, испускающей электроны, и проводящим кольцом создана разность потенциалов U (рис. 20.6). Электроны движутся ускоренно вдоль оси коль­ца. При этом их кинетическая энергия увеличивается, в то время как батарея, создающая разность потенциалов U, не совершает работы, так как ток в цепи не идет. (Предпо­лагается, что электроны не попадают на кольцо.) Как это согласовать с законом сохранения энергии?

В2. Через п последовательно расположенных вдоль одной оси металлических цилиндрических трубок ускорителя, радиу­сы которых много меньше длины, проходит пучок заряженных частиц, испускаемых некоторым источником. Трубки поочере­дно подключены к разным полюсам генератора постоянной частоты и амплитуды напряжения. Длина первой трубки равна l. Длины следующих пролетных трубок выбираются так, чтобы за время пролета заряженной частицы от одного ускоряющего промежутка (пространство между концами про­летных трубок) до другого электрическое поле меняло свой знак и становилось снова ускоряющим. Найти длины пролет­ных трубок, пренебрегая всюду расстояниями между их концами. В первый ускоряющий промежуток (между источни­ком и первой трубкой) частица попадает с нулевой скоростью. Считать, что скорость частиц далека от скорости света.

В3.Если между катодом и анодом электронной лампы приложить большое напряжение (тысячи вольт), то анод сильно раскалится и может даже расплавиться. Почему?

Задачи трудные

Рис. 20.7

С1.Диод подключен к источ­нику с ЭДС õ через сопротивле­ние r. Найдите ток в цепи, если зависимость тока через диод от напряжения на нём (вольт-амперная характеристика) показана на рис. 20.7.

Рис. 20.8

С2.Три одинаковых диода, анодные характеристики которых могут быть приближенно представлены отрезками прямых:

I_а = 0 при U_a £ 0,

I_а = kU_апри U_а > 0,

где k = 0,12 мА/В, включены в цепь, как показано на рис. 20.8. Начертить график зависимости тока I в цепи от напряжения U, если õ₁ = = 2 В, õ₂ = 5 В, õ₃ = 7 В, a U может меняться от –10 В до +10 В.

С3. Через двухэлектродную лампу (диод) с плос­кими электродами идет ток I. Напряжение на лампе равно U. С какой силой F действуют на анод лампы попадающие на него электро­ны, если скорость их вблизи катода равна нулю? Отноше­ние заряда электрона к его массе равно l.

С4. Электрон испускается с малой начальной ско­ростью катодом лампы, выполненной в виде плоского конденсатора. Если потенциал анода поддерживается равным U, то электрон достигнет анода через время Т. За какое время электрон достигнет анода, если потен­циал последнего попеременно принимает значения U и нуль? Длительность промежутков времени, в течение которых потенциал анода равен U, Т₁ = Т/10,длитель­ность промежутков c нулевым значением потенциала T₂ = T/20.

C5. a) Камень брошен горизонтально со скоростью υ. На какое расстояние у сместится он по вертикали, если по горизонтали он пролетел расстояние l? б) Электрон, за­ряд которого е, а масса m,двигавшийся горизонтально со скоростью υ,попал между пластинами В электронно­лучевой трубки (см. рис. 20.5). На какое расстояние у он сместится, про­летев между пластинами, если длина пластин l, расстояние между пластинами d, а напряжение между ними U?

С6.На какое дополнительное расстояние сместится электрон (см. задачу С5), пока долетит по инерции до экрана? Расстояние от конца пластин до экрана (по горизонтали) равно L.

С7. Катод и анод двухэлектродной лампы (диода), выполненной в виде плоского конденсатора, расположе­ны вертикально в поле тяжести. Катод испускает элек­троны, скорость которых можно считать равной нулю. Определить вертикальное смещение s электрона при полете между электродами. Отношение заряда элек­трона к его массе равно l;анодное напряжение V, меж­электродное расстояние d.