Как изменится разность потенциалов между параллельными плоскими металлическими пластинами с зарядами +q и -q, если расстояние между ними увеличится с 2 см до 6 см при начальной разности потенциалов 300 В?

Физика 11 класс Электрическое поле и потенциал разность потенциалов параллельные пластины металлические пластины расстояние между пластинами заряд +Q заряд -q изменение потенциала физика 11 класс электрическое поле закон Кулона Новый

Для решения этой задачи нам нужно рассмотреть, как изменяется разность потенциалов (U) между параллельными плоскими металлическими пластинами при изменении расстояния (d) между ними.

Шаг 1: Определение начальных условий.

• Начальная разность потенциалов U1 = 300 В.
• Начальное расстояние между пластинами d1 = 2 см = 0.02 м.
• Конечное расстояние между пластинами d2 = 6 см = 0.06 м.

Шаг 2: Формула для разности потенциалов.

Разность потенциалов между двумя параллельными пластинами можно выразить через электрическое поле (E) и расстояние между пластинами:

U = E * d

Где E - напряженность электрического поля, которое для плоских пластин с равномерным зарядом можно считать постоянным и равным:

E = σ / ε0

где σ - поверхностная плотность заряда, а ε0 - электрическая постоянная.

Шаг 3: Понимание зависимости разности потенциалов от расстояния.

Если расстояние между пластинами увеличивается, а заряд на пластинах остается постоянным, то напряженность электрического поля E остается постоянной. Таким образом, разность потенциалов будет изменяться пропорционально расстоянию:

U2 = E * d2

Шаг 4: Определение нового значения разности потенциалов.

Мы знаем, что:

U1 = E * d1

Следовательно, напряженность электрического поля E можно выразить как:

E = U1 / d1 = 300 В / 0.02 м = 15000 В/м.

Теперь найдем новую разность потенциалов U2 при новом расстоянии d2:

U2 = E * d2 = 15000 В/м * 0.06 м = 900 В.

Шаг 5: Ответ.

Таким образом, разность потенциалов между пластинами при увеличении расстояния с 2 см до 6 см изменится и составит 900 В.