7. Összefoglalás 

Fv. 128. old. 

Középszintű érettségi feladat

https://kemfiz.hu/fizika_kozep_elektrosztatika.html

Számolási feladatok

1. Egy homogén elektromos mezőben (E=2000 N/C) egy elektron mozog. A mező iránya az ábrán látható (általában vízszintes vagy függőleges, az ábra mutatja). Az elektron az A pontból indul, amelynek koordinátái:

• A(3 cm ; –5 cm)

és a B pontba jut:

• B(–5 cm ; 1 cm)

a) Számítsd ki, mekkora elektromos erő hat az elektronra, és merre mutat! (Az elektron töltése negatív, ezért az erő ellentétes irányú a térerősséggel.)

b) Határozd meg, mennyi munkát végez az elektromos tér, miközben az elektron az A pontból a B pontba jut! (A munka csak az elmozdulásnak a térrel párhuzamos komponensétől függ.)

c) Számítsd ki az A és B pont közötti feszültséget! (Az elektron töltése: q=1,6⋅10−19 C)

Megoldás:

a) Az elektronra ható erő

A tér lefelé mutat, az elektron töltése negatív, ezért az erő felfelé hat.

F=∣q∣⋅E

F=(1,6⋅10−19 C)⋅2000 N/C

F≈3⋅10−16 N

b) A tér munkája az A → B úton

Csak a függőleges elmozdulás számít, mert a tér is függőleges.

A pontok y‑koordinátái: A: –5 cm B: +1 cm

Függőleges elmozdulás:

Δy=6 cm=0,06 m

A tér lefelé mutat, az elektron felfelé megy → a tér pozitív munkát végez.

W=q⋅E⋅Δy

W=(−1,6⋅10−19)⋅2000⋅0,06

A munkavégzés nagyságrendje:

W≈2⋅10−17 J

c) Feszültség az A és B pont között

Homogén térben:

U=E⋅Δy

U=2000⋅0,06=120 V

Tehát az A és B pont között 120 V feszültségkülönbség van.

Vissza