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?
Физика11 классЭлектрическое поле и потенциалразность потенциаловпараллельные пластиныметаллические пластинырасстояние между пластинамизаряд +Qзаряд -qизменение потенциалафизика 11 классэлектрическое полезакон Кулона
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.
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.