PAU Física 2016 · Juny · Sèrie 3 · Exercici 4 (Opció A)

P4) Un canó electrònic que dispara electrons els accelera, Figura 1 mitjançant un camp elèctric uniforme generat per dues plaques metàŀliques (A i B), des del repòs fins a una velocitat de 2,00 × 106 m s–1 (figura 1). Dins del canó, els electrons inicien el recorregut a la placa A i viatgen cap a la placa B, per on surten horitzontalment cap a la dreta per un petit orifici. Les dues plaques són paraŀleles i estan separades per 4,00 cm. a) Calculeu la diferència de potencial entre les dues plaques i indiqueu quina placa té el potencial més alt i quina té el potencial més baix. Dibuixeu la figura 1 i representeu-hi les línies de camp elèctric entre les dues plaques. b) Més endavant, els electrons passen entre Figura 2 dues altres plaques, que generen un camp elèctric uniforme de 500 N C–1 vertical cap amunt (figura 2). Calculeu l’accele­ ració dels electrons quan estiguin sota l’acció d’aquest camp elèctric i les dues components de la velocitat en sortir del recinte on hi ha el camp elèctric. Dades:  |e| = 1,6 × 10–19 C. me = 9,11 × 10–31 kg. Nota:  Considereu negligible el camp gravitatori.

P4)  E E a) L'electró manté la seva energia mecànica quan va de A a B, A B 1 1     2   2   0 q V m v q V m v q V V 0.2 p e A e B e B e B e A B 2 2  2  31   1 m v 1 ,9 11 10         e B 6 0.4 p V V ,2 00 10 11 4. V A B   19 2 q 2 6,1 10 e     V V 11 4. V V V ó B A b A E 0.4 p Esquema b)     F q E m a 0.1 p e e       q 19   6.1 10       13 2 a e E 500 j ,8 78 10 j m / s 0.4 p   31 m ,9 11 10 e 6      0.2 p vx ctt 2 10 i m / s e .0 02     8 t 10 s 0.1 p  v 6 2 10 x 5        v a t ,8 78 10 j m / s 0.2 p y y També serà vàlida la solució de les components de la velocitat sense vectors unitaris.