Плоский конденсатор состоит из двух пластин площадью 10 см2. Какое расстояние между ними d, если напряжение между пластинами равно U= 200 В, а диэлектрическая проницаемость равна 2? Также, какова емкость конденсатора C=1,76 пФ, энергия электрического поля между пластинами W - ? и заряд на пластинах q - ?

Физика 10 класс Электрические цепи и конденсаторы плоский конденсатор расстояние между пластинами напряжение диэлектрическая проницаемость емкость конденсатора энергия электрического поля заряд на пластинах Новый

Для решения данной задачи необходимо использовать формулы, связанные с плоским конденсатором и его характеристиками. Рассмотрим их по порядку.

1. Расстояние между пластинами d:

Емкость плоского конденсатора определяется по формуле:

C = (ε * S) / d,

где:

• C — емкость конденсатора (в Фарадах),
• ε — диэлектрическая проницаемость умноженная на ε0 (постоянная электрическая проницаемость в вакууме),
• S — площадь пластин (в м²),
• d — расстояние между пластинами (в м).

Для диэлектрика ε = ε0 * k, где k — диэлектрическая проницаемость. В нашем случае k = 2, а ε0 ≈ 8.85 * 10^-12 Ф/м.

Таким образом:

ε = 2 * ε0 ≈ 2 * 8.85 * 10^-12 = 1.77 * 10^-11 Ф/м.

Площадь S = 10 см² = 10 * 10^-4 м² = 10^-4 м².

Теперь подставим известные значения в формулу для емкости:

1.76 * 10^-12 = (1.77 * 10^-11 * 10^-4) / d.

Решим это уравнение относительно d:

d = (1.77 * 10^-11 * 10^-4) / (1.76 * 10^-12) ≈ 1.00 м.

2. Энергия электрического поля W:

Энергия W электрического поля в конденсаторе определяется по формуле:

W = (1/2) * C * U^2.

Подставим известные значения:

W = (1/2) * (1.76 * 10^-12) * (200)^2 ≈ (1/2) * (1.76 * 10^-12) * 40000 ≈ 3.52 * 10^-8 Дж.

3. Заряд на пластинах q:

Заряд q на пластинах конденсатора определяется по формуле:

q = C * U.

Подставим известные значения:

q = (1.76 * 10^-12) * 200 ≈ 3.52 * 10^-10 Кл.

Итак, результаты:

• Расстояние между пластинами d ≈ 1.00 м,
• Энергия электрического поля W ≈ 3.52 * 10^-8 Дж,
• Заряд на пластинах q ≈ 3.52 * 10^-10 Кл.