По условию, напряжение на группе резисторов R₂, R₃, R₄ равно 10 В.
Сопротивление этой группы:
1/R₂₃₄ = 1/R₂ + 1/R₃ + 1/R₄ = 1/2 + 1/3 + 1/2 = 4/3
R₂₃₄ = 3/4 = 0,75 (Ом)
Ток в цепи:
I = I₁ = I₂₃₄ = I₅ = U₂/R₂₃₄ = 10/0,75 = 13 1/3 (A)
Общее сопротивление цепи:
R = R₁ + R₂₃₄ + R₅ = 1 + 0,75 + 3 = 4,75 (Ом)
Общее напряжение на участке цепи:
U = IR = 13 1/3 · 4,75 = 63 1/3 (B)
Напряжение на R₁:
U₁ = IR₁ = 13 1/3 · 1 = 13 1/3 (В)
Напряжение на R₅:
U₅ = IR₅ = 13 1/3 · 3 = 40 (В)
Ток через R₂:
I₂ = U₂₃₄/R₂ = 10 : 2 = 5 (А)
Ток через R₃:
I₃ = U₂₃₄/R₃ = 10 : 3 = 3 1/3 (А)
Ток через R₄:
I₄ = U₂₃₄/R₄ = 10 : 2 = 5 (A)
e = 1,6*10⁻¹⁹ Кл - заряд електрона
U1 = 1000 B
U2 - ?
Работа поля по перемещению электрона:
A1 = e*U1
Кинетическая энергия электрона:
Ek1 = m1 * V² /2
По закону сохранения энергии
Ek1 = A
m1*V²/2 = e*U1
V² = 2*e*U1/m1
Кинетическая энергия протона:
Ep = m2*V² /2 = m2*2*e*U1 / (2*m1) = (m2/m1)*e*U
Но Ep = е*U2
U2 = Ep / е =(m2 / m1) * U1
Мы доказали, что ускоряющая разность потенциалов для протона больше ускоряющей разности потенциалов для электрона, умноженную на отношение масс протона и электрона
U2 = (1,67*10⁻²⁷ / 9,1*10⁻³¹) * 1000 ≈ 1,84 *10⁶ В = 1,84 МВ