3. Найти ускорение электрона и силу, действующую на него в однородном электрическом поле с напряженностью 200 кВ/м.

Решение:

Основные данные:

• Напряженность электрического поля \( E = 200 \text{ кВ/м} = 200 \times 10^3 \text{ В/м} = 2 \times 10^5 \text{ В/м} \)
• Заряд электрона \( q = -1.6 \times 10^{-19} \text{ Кл} \)
• Масса электрона \( m_e = 9.11 \times 10^{-31} \text{ кг} \)

1. Найдем силу, действующую на электрон:

Сила \( F \) в электрическом поле равна произведению заряда \( q \) на напряженность поля \( E \):

\( F = qE \)

\( F = (-1.6 \times 10^{-19} \text{ Кл}) \times (2 \times 10^5 \text{ В/м}) \)

\( F = -3.2 \times 10^{-14} \text{ Н} \)

Знак минус означает, что сила направлена против направления электрического поля (поскольку электрон имеет отрицательный заряд).

2. Найдем ускорение электрона:

Согласно второму закону Ньютона, \( F = ma \), где \( m \) — масса объекта, \( a \) — ускорение. Для электрона:

\( a = \frac{F}{m_e} \)

Используем модуль силы, так как нас интересует величина ускорения:

\( a = \frac{|-3.2 \times 10^{-14} \text{ Н}|}{9.11 \times 10^{-31} \text{ кг}} \)

\( a \approx 3.51 \times 10^{16} \text{ м/с}^2 \)

Ответ: Сила \( \approx 3.2 \times 10^{-14} \text{ Н} \) (направлена против поля), ускорение \( \approx 3.51 \times 10^{16} \text{ м/с}^2 \) (направлено против поля).