Какой заряд и напряжённость поля плоского конденсатора, состоящего из двух круглых пластин радиусом 20 см и расстоянием между ними 5,0 мм, если он подключен к источнику напряжения 3,0 кВ и между пластинами используется диэлектрик: а) воздух (8₁= 1); б) стекло (8₂ = 7)?

Физика 11 класс Электрические поля и конденсаторы плоский конденсатор заряд конденсатора напряжённость поля диэлектрик физика конденсаторов электрическое поле радиус пластин расстояние между пластинами источник напряжения стекло диэлектрик Новый

Решение:

• Данные:
• Радиус пластин: 20 см = 0,2 м
• Расстояние между пластинами: 5,0 мм = 0,005 м
• Напряжение: 3,0 кВ = 3000 В
• Эпсилон для воздуха (ε₁): 1
• Эпсилон для стекла (ε₂): 7
• Напряженность поля (E):
1. Для воздуха: E₁ = U/d = 3000 В / 0,005 м = 600000 В/м
2. Для стекла: E₂ = U/(d/ε₂) = 3000 В / (0,005 м / 7) = 4200000 В/м
• Площадь пластин (S):
• S = π * r² = π * (0,2 м)² ≈ 0,1256 м²
• Заряд (Q):
1. Для воздуха: Q₁ = ε₀ * S * E₁ = (8,85 * 10⁻¹² Ф/м) * 0,1256 м² * 600000 В/м ≈ 6,65 * 10⁻⁶ Кл
2. Для стекла: Q₂ = ε₀ * S * E₂ = (8,85 * 10⁻¹² Ф/м) * 0,1256 м² * 4200000 В/м ≈ 4,68 * 10⁻⁶ Кл

Ответ:

• а) Для воздуха: E₁ = 600000 В/м, Q₁ ≈ 6,65 * 10⁻⁶ Кл
• б) Для стекла: E₂ = 4200000 В/м, Q₂ ≈ 4,68 * 10⁻⁶ Кл