Un électron de masse m=9,1×10−31kg et de charge −e avec e=1,6×10−19C pénètre en O, avec une vitesse horizontale v0=2,0×107m⋅s−1, exactement à mi-distance entre deux plaques horizontales parallèles. Ces plaques ont une longueur L=8,0cm, sont distantes de d=4,0cm et sont soumises à une tension U=400V. On prend g=9,8m⋅s−2. On choisit un repère d'origine O, d'axe Ox horizontal dirigé selon v0 et d'axe Oy dirigé dans le sens de la force électrique subie par l'électron. Entre les plaques le champ est uniforme : la force est constante, donc l'accélération aussi, et la trajectoire est une parabole.1) Comparer la valeur du poids de l'électron à celle de la force électrique qu'il subit, et conclure. Préciser ensuite la nature du mouvement de l'électron selon Ox puis selon Oy. 2) Calculer l'intensité E du champ électrique entre les plaques, puis l'accélération a de l'électron. 3) Établir les équations horaires x(t) et y(t), puis en déduire l'équation de la trajectoire y=f(x). Quelle est la nature de cette trajectoire ? 4) Calculer la déviation verticale de l'électron à la sortie des plaques. L'électron sort-il de la zone de champ sans heurter une plaque ? 5) Calculer l'angle que fait le vecteur vitesse de l'électron avec l'horizontale à sa sortie des plaques.
Indices
— clique pour révéler
1 Indice 1
Compare d'abord $m\,g$ à $e\,E$ : le rapport justifie de négliger le poids. Le mouvement est uniforme selon $Ox$, uniformément accéléré selon $Oy$.
2 Indice 2
Élimine le temps entre les deux équations horaires pour obtenir $y = f(x)$ : tu reconnaîtras une parabole. La sortie correspond à $x = L$.
Bloqué sur cet exercice ?
Prof Hicham peut t'expliquer pas à pas, en s'adaptant à ton niveau.