Два одинаковых конденсатора соединены последовательно и подключены к источнику постоянного напряжения. Известно, что электрон, вылетающий с поверхности пластины одного из конденсаторов, увеличивает свою энергию в 4 раза, когда достигает противоположной пластины. Один из конденсаторов заменили блоком из 5 параллельно включённых конденсаторов той же ёмкости, что и первоначальный. Во сколько раз теперь электрон в оставшемся конденсаторе увеличит свою энергию по достижении противоположной пластины?
Ответ записать в виде числа без пробелов, без единиц измерения и каких-либо знаков, с точностью одной цифры после запятой, например, «2,6».
1) Пусть C — электроемкость одного конденсатора, U - напряжение на источнике тока. Так как конденсаторы одинаковые и соединены последовательно, то напряжение на каждом из них равно
Будем считать, что начальная энергия вылетающего электрона равна W1, по условию при достижении противоположной пластины его энергия Увеличение энергии равно работе электрического поля конденсатора:
(1).
2) После замены одного конденсатора блоком из пяти параллельно соединенных конденсаторов емкость блока равна 5C, а общая емкость при последовательном соединении
Заряд, полученный конденсаторами, равен и он такой же, как и на оставшемся конденсаторе. Тогда напряжение на нем станет равным
Тогда работа электрического поля конденсатора станет равной Следовательно, изменение энергии электрона равно
(2).
Объединяя уравнения (1) и (2), получаем:
Следовательно, теперь энергия электрона увеличится в 6 раз.
Ответ: 6.