Похожие вопросы
2025-01-26 00:38:28
Задача на конденсатор.
Плотность энергии электростатического поля, находящегося между двумя параллельными, равномерно заряженными пластинами, составляет w= 0,1 Дж/м3. Сила их взаимного притяжения F=4 мН. Площади пластин S=100 см2. Как можно определить заряды этих пластин?
Физика 11 класс Электростатика конденсатор плотность энергии электростатическое поле силы притяжения заряды пластин параллельные пластины физика 11 класс задачи по физике
2025-01-26 00:38:49
Чтобы определить заряды пластин конденсатора, давайте воспользуемся данными, которые у нас есть, и формулами, относящимися к электростатическому полю и конденсаторам.
1. **Определение напряженности электрического поля (E)**:
Плотность энергии электростатического поля (w) связана с напряженностью (E) следующим образом:
w = (1/2) * ε0 * E^2где ε0 - электрическая постоянная (приблизительно 8.85 * 10^-12 Ф/м).
Мы можем выразить E через w:
E = √(2 * w / ε0)Подставим значение w:
E = √(2 * 0.1 Дж/м³ / (8.85 * 10^-12 Ф/м))2. **Определение заряда (Q)**:
Сила F, действующая между пластинами, может быть связана с зарядом и напряженностью электрического поля следующим образом:
F = Q * EИз этой формулы мы можем выразить заряд Q:
Q = F / E3. **Определение площади (S)**:
Площадь S пластин дана в см², и нам нужно перевести ее в м²:
S = 100 см² = 100 * 10^-4 м² = 0.01 м²4. **Вычисление напряженности электрического поля**:
Теперь подставим значения в формулу для E:
E = √(2 * 0.1 / (8.85 * 10^-12))Вычисляем E:
E ≈ √(2 * 0.1 / (8.85 * 10^-12)) ≈ √(2.26 * 10^10) ≈ 150.33 кВ/м5. **Вычисление заряда (Q)**:
Теперь подставим E в формулу для Q:
Q = F / EСначала преобразуем силу F из миллиньютонов в ньютоны:
F = 4 мН = 4 * 10^-3 НТеперь можем подставить значения:
Q = (4 * 10^-3 Н) / (150330 В/м)Вычисляем Q:
Q ≈ 2.65 * 10^-8 КлТаким образом, заряды на пластинах конденсатора составляют примерно 26.5 нКл.