Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова
(технический университет)
Кафедра общей и технической физики
Расчетно-графическая работа
ПО ДИСЦИПЛИНЕ: Физика
ТЕМА: Движение заряженной частицы в электрическом поле
Выполнил: студентка гр. ТО-04
Денисенко О.Г.
Проверил: ассистент
Фицак В.В.
Санкт-Петербург
2005
1.Формулировка задания:
Заряженная частица влетает в плоский конденсатор под углом + к отрицательно заряженной пластине или под углом - к положительно заряженной пластине на расстоянии h0 от отрицательно заряженной пластины.
Параметры частицы:
q – заряд;
m – масса;
V0 – начальная скорость;
E0 - начальная энергия.
Параметры конденсатора:
d - расстояние между пластинами;
L - длина пластины (пластина имеет форму квадрата);
Q- заряд;
U- разность потенциалов между пластинами;
C- емкость;
W- энергия.
Задание: Определить недостающие величины частицы и конденсатора, построить графики зависимостей:
зависимость
нормального ускорения частицы от времени
полета в конденсаторе;
V(x) – зависимость скорости частицы от ее координаты.
2.Исходные данные:
Параметры частицы:
-
Частица
+, град.
-, град.
V0, км/с
h0, мм
Е0, кэВ
10
---
500
12
?
Условные обозначения иона:
mXn, где m-атомная масса, X-символ иона, n-заряд иона единицах элементарного заряда (положительный, если знак “+”, отрицательный – “-”).
Параметры конденсатора:
-
d, мм
l, см
Q, мкКл
U, кВ
C, нФ
W, мДж
---
50
?
20
0,1
?
1.Определение параметров частицы:
Дано:
q=2*1,6*10-19Кл
m=4*1,66*10-27кг
V0=500 км/с
E0=?
Решение:
начальная энергия
1.Определение параметров конденсатора:
Дано:
l=40см=0,4м
d=20мм=0,02м
W=3 Дж
Q-? мкКл
U-? кВ
С-? Ф
Решение:
,
т.к. конденсатор заполнен воздухом =1,
а
=8,85*10-12Ф/м
(диэлектрическая проницаемость вакуума),
S=0,42м2=0,16
м2
нФ
кВ
мкКл
Расчет графической зависимости y(t):
Fкл=ma
т.к. частица влетает
в конденсатор под углом
равным о , то
V0y=0.
для любого t
отсюда следует:
S=x
