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1[전자기사 필기] 18년 1회차
두 전극판 A와 B의 거리를 d[m], 양극간의 전위차가 V[V], 전극판 B면에 정지 상태에 있던 전자가 가속되어 전극판 A까지 도달하는데 걸리는 시간은? (단, 전자의 질량은 m, 전자의 전하는 e이다.)
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해설

전자가 전극판 B에서 A로 가속되는 과정에서 일-에너지 정리를 적용한다. 전자가 얻는 운동에너지는 전기장이 한 일과 같으므로
eV=12mv2eV = \frac{1}{2}mv^2이고, 이를 정리하면 v=2eVmv = \sqrt{\frac{2eV}{m}}이다.

전극판 사이의 거리 d를 이 가속도로 이동할 때의 시간은 등가속도 운동 공식 d=12at2d = \frac{1}{2}at^2를 사용하는데, 가속도는 a=eEm=eVmda = \frac{eE}{m} = \frac{eV}{md}이므로
d=12⋅eVmd⋅t2d = \frac{1}{2} \cdot \frac{eV}{md} \cdot t^2이다.
이를 t에 대해 정리하면 t2=2md2eVt^2 = \frac{2md^2}{eV}이고, t=d2meVt = d\sqrt{\frac{2m}{eV}}이다.

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