Какова энергия электрического поля плоского конденсатора с емкостью 10 мкФ, если напряженность составляет 20 кВ/м, а расстояние между его пластинами равно 1 см?

Физика 11 класс Энергия электрического поля энергия электрического поля плоский конденсатор емкость 10 мкФ напряженность 20 кВ/м расстояние 1 см Новый

Чтобы найти энергию электрического поля плоского конденсатора, нам нужно использовать формулу для энергии, хранящейся в электрическом поле:

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

где:

• U - энергия электрического поля,
• C - емкость конденсатора,
• U - напряжение на конденсаторе.

В данном случае емкость конденсатора C равна 10 мкФ, что равно 10 * 10^(-6) Ф. Напряженность электрического поля E равна 20 кВ/м, что равно 20 * 10^3 В/м. Расстояние между пластинами d равно 1 см, что равно 0.01 м.

Теперь, чтобы найти напряжение U, мы можем использовать связь между напряженностью электрического поля и напряжением:

U = E * d

Подставим известные значения:

• E = 20 * 10^3 В/м,
• d = 0.01 м.

Теперь вычислим напряжение:

U = 20 * 10^3 В/м * 0.01 м = 200 В.

Теперь, когда у нас есть значение напряжения, мы можем подставить его в формулу для энергии:

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

Подставим значения C и U:

• C = 10 * 10^(-6) Ф,
• U = 200 В.

Теперь можем вычислить энергию:

U = (1/2) * (10 * 10^(-6)) * (200)^2

Сначала вычислим (200)^2:

(200)^2 = 40000.

Теперь подставим это значение в формулу:

U = (1/2) * (10 * 10^(-6)) * 40000.

Теперь умножим:

U = 5 * 10^(-6) * 40000 = 0.2 Дж.

Таким образом, энергия электрического поля плоского конденсатора составляет 0.2 Дж.