Правка разделов «Решение», «Альтернативное решение»
ru/8.3.46.md
+35 −0
| ### Условие: | |||
| $8.3.46$ Зонд, представляющий собой медную сетку, заземлен через сопротивление $R$ и помещен в пучок электронов, скорость которых на большом расстоянии от зонда равна $v$. Определите количество теплоты, выделяющейся в единицу времени при бомбардировке зонда электронами, если ток заземления равен $I$. | |||
|  | |||
| ### Решение: | |||
| $$ | |||
| \Delta \varphi = IR \rightarrow \varphi_з = 0 | |||
| $$ | |||
| $$ | |||
| \frac{mv^2}{2}=e {\varphi}'\rightarrow {\varphi}' = \frac{mv^2}{2e} | |||
| $$ | |||
| $$ | |||
| N=\frac{Q}{\Delta t} = IU | |||
| $$ | |||
| $$ | |||
| @@ -22,4 +22,39 @@Решение: | |||
| N = I({\varphi}'-\varphi) = I \Delta{\varphi}'=I\left(\frac{mv^2}{2e}-IR\right) | |||
| $$ | |||
| + | |||
| + | ### Альтернативное решение | ||
| + | |||
| + | Представим процесс как цепь в установившемся режиме. Цепь из | ||
| + | - ЭДС, дающего энергию зярядам, | ||
| + | |||
| + | - внутреннего сопротивления, характеризующего потери на пути бомбардировки, | ||
| + | |||
| + | - и резистора $R$. | ||
| + | |||
| + | ЭДС найдем как связь работы внешних сил по переносу заряда через ЭДС в виде одного электрона | ||
| + | |||
| + | $$ | ||
| + | e\mathscr E = \frac{mv^2}{2}. | ||
| + | $$ | ||
| + | |||
| + | Второе правило Кирхгофа | ||
| + | |||
| + | $$ | ||
| + | Ir + IR = \mathscr E | ||
| + | $$ | ||
| + | |||
| + | умножим на $I$ и выразим потери на пути бомбардировки | ||
| + | |||
| + | $$ | ||
| + | I^2r = \mathscr EI - I^2R, | ||
| + | $$ | ||
| + | |||
| + | что с учетом выражения для ЭДС | ||
| + | |||
| + | $$ | ||
| + | P \equiv I^2r = I\left(\frac{mv^2}{2e} - IR\right). | ||
| + | $$ | ||
| + | |||
| + | |||
| #### Ответ: $N = I(m_ev^2/2e - IR)$ | |||
| ### Условие: | ### Условие: | ||
| $8.3.46$ Зонд, представляющий собой медную сетку, заземлен через сопротивление $R$ и помещен в пучок электронов, скорость которых на большом расстоянии от зонда равна $v$. Определите количество теплоты, выделяющейся в единицу времени при бомбардировке зонда электронами, если ток заземления равен $I$. | $8.3.46$ Зонд, представляющий собой медную сетку, заземлен через сопротивление $R$ и помещен в пучок электронов, скорость которых на большом расстоянии от зонда равна $v$. Определите количество теплоты, выделяющейся в единицу времени при бомбардировке зонда электронами, если ток заземления равен $I$. | ||
|  |  | ||
| ### Решение: | ### Решение: | ||
| $$ | $$ | ||
| \Delta \varphi = IR \rightarrow \varphi_з = 0 | \Delta \varphi = IR \rightarrow \varphi_з = 0 | ||
| $$ | $$ | ||
| $$ | $$ | ||
| \frac{mv^2}{2}=e {\varphi}'\rightarrow {\varphi}' = \frac{mv^2}{2e} | \frac{mv^2}{2}=e {\varphi}'\rightarrow {\varphi}' = \frac{mv^2}{2e} | ||
| $$ | $$ | ||
| $$ | $$ | ||
| N=\frac{Q}{\Delta t} = IU | N=\frac{Q}{\Delta t} = IU | ||
| $$ | $$ | ||
| $$ | $$ | ||
| @@ -22,4 +22,39 @@Решение: | |||
| N = I({\varphi}'-\varphi) = I \Delta{\varphi}'=I\left(\frac{mv^2}{2e}-IR\right) | N = I({\varphi}'-\varphi) = I \Delta{\varphi}'=I\left(\frac{mv^2}{2e}-IR\right) | ||
| $$ | $$ | ||
| ### Альтернативное решение | |||
| Представим процесс как цепь в установившемся режиме. Цепь из | |||
| - ЭДС, дающего энергию зярядам, | |||
| - внутреннего сопротивления, характеризующего потери на пути бомбардировки, | |||
| - и резистора $R$. | |||
| ЭДС найдем как связь работы внешних сил по переносу заряда через ЭДС в виде одного электрона | |||
| $$ | |||
| e\mathscr E = \frac{mv^2}{2}. | |||
| $$ | |||
| Второе правило Кирхгофа | |||
| $$ | |||
| Ir + IR = \mathscr E | |||
| $$ | |||
| умножим на $I$ и выразим потери на пути бомбардировки | |||
| $$ | |||
| I^2r = \mathscr EI - I^2R, | |||
| $$ | |||
| что с учетом выражения для ЭДС | |||
| $$ | |||
| P \equiv I^2r = I\left(\frac{mv^2}{2e} - IR\right). | |||
| $$ | |||
| #### Ответ: $N = I(m_ev^2/2e - IR)$ | #### Ответ: $N = I(m_ev^2/2e - IR)$ | ||