Questão de Física — Potencial Elétrico, Trabalho e Energia no Campo Elétrico. — CESPE / CEBRASPE 2022

A figura a seguir representa esquematicamente uma ampola evacuada; no seu interior, há um capacitor de placas paralelas, quadradas, de aresta x0 = 10,66 cm, separadas por uma distância d = 1 cm, e conectadas a uma fonte de tensão de 10 V, através de um resistor de resistência R = 1 × 10⁶ Ω. Na ampola, também existe uma fonte de emissão termiônica de elétrons, cujo potencial Va é utilizado para acelerar elétrons até atingirem uma velocidade v constante. Cada elétron, com velocidade v, penetra a região no centro das placas (y = 0), onde há um campo elétrico, e se desloca até atingir o anteparo fosforescente da ampola na borda das placas do capacitor.

Desconsidere os efeitos de bordas do campo elétrico nas placas do capacitor e considere 8,8 × 10^-12 F/m como o valor da permitividade do vácuo e 1,75 × 10¹¹ C/kg como a razão carga- massa do elétron.