Вопрос: Напряженность электрического поля конденсатора с электроемкостью 0,8 мкФ составляет 1000 В/м. Как можно вычислить энергию электрического поля этого конденсатора, если расстояние между его обкладками равно 1 мм?

Физика 11 класс Энергия электрического поля конденсатора напряженность электрического поля конденсатор электроемкость энергия электрического поля расстояние между обкладками 11 класс физика формулы расчет энергии электрическое поле Новый

Чтобы вычислить энергию электрического поля конденсатора, нам нужно использовать формулу для энергии электрического поля, которая зависит от напряженности поля, объема и свойств материала между обкладками конденсатора. В данном случае мы будем использовать следующие шаги:

1. Определим объем электрического поля:

   Объем электрического поля между обкладками конденсатора можно вычислить как произведение площади обкладок на расстояние между ними. Площадь обкладок (S) можно найти из электроемкости (C) и напряженности (E) с помощью формулы:

   C = ε * S / d, где:

   • C - электроемкость (в Фарадах),
   • ε - диэлектрическая проницаемость (в Фарадах на метр),
   • S - площадь обкладок (в квадратных метрах),
   • d - расстояние между обкладками (в метрах).

   Для вакуума ε ≈ 8.85 * 10^-12 Ф/м. Подставим известные значения:

   0.8 * 10^-6 = (8.85 * 10^-12) * S / (1 * 10^-3)

   После упрощения, мы можем найти S.

2. Вычислим энергию электрического поля:

   Энергия электрического поля (U) в конденсаторе может быть найдена по формуле:

   U = 0.5 * C * V^2,

   где V - напряжение между обкладками конденсатора. Напряжение можно найти через напряженность поля:

   V = E * d.

   Подставим значения:

   V = 1000 В/м * 1 * 10^-3 м = 1 В.

   Теперь подставим V в формулу для энергии:

   U = 0.5 * (0.8 * 10^-6) * (1^2) = 0.4 * 10^-6 Дж.

Таким образом, энергия электрического поля этого конденсатора составляет 0.4 мкДж.