Какое расстояние между пластинами плоского воздушного конденсатора, если разность потенциалов составляет 150 В, площадь каждой пластины равна 1,2 * 10^-2 м², а заряд равен -5 * 10^-9 Кл?

Физика 8 класс Электрическое поле и конденсаторы расстояние между пластинами плоский воздушный конденсатор разность потенциалов площадь пластин заряд конденсатора Новый

Чтобы найти расстояние между пластинами плоского воздушного конденсатора, мы можем использовать формулу для ёмкости конденсатора и связь между ёмкостью, зарядом и напряжением.

Шаг 1: Найдем ёмкость конденсатора.

Ёмкость (C) плоского конденсатора можно вычислить по формуле:

C = ε₀ * (S / d),

где:

• ε₀ - электрическая постоянная (приблизительно равна 8,85 * 10^-12 Ф/м),
• S - площадь одной из пластин,
• d - расстояние между пластинами.

Шаг 2: Используем связь между зарядом, ёмкостью и напряжением.

Мы знаем, что заряд (Q) связан с ёмкостью и напряжением (U) по формуле:

Q = C * U.

Из этой формулы мы можем выразить ёмкость:

C = Q / U.

Шаг 3: Подставим известные значения.

У нас есть следующие данные:

• Q = -5 * 10^-9 Кл (заряд),
• U = 150 В (разность потенциалов),
• S = 1,2 * 10^-2 м² (площадь пластин).

Теперь подставим значения в формулу для ёмкости:

C = (-5 * 10^-9 Кл) / (150 В) = -3,33 * 10^-11 Ф.

Шаг 4: Найдем расстояние между пластинами.

Теперь мы можем подставить найденную ёмкость в формулу для ёмкости плоского конденсатора:

-3,33 * 10^-11 Ф = (8,85 * 10^-12 Ф/м) * (1,2 * 10^-2 м²) / d.

Решим это уравнение относительно d:

d = (8,85 * 10^-12 Ф/м) * (1,2 * 10^-2 м²) / -3,33 * 10^-11 Ф.

Шаг 5: Подсчитаем значение d.

Теперь подставим значения и произведем вычисления:

• Числитель: 8,85 * 10^-12 * 1,2 * 10^-2 = 1,062 * 10^-13.
• Знаменатель: -3,33 * 10^-11.

Теперь делим:

d = 1,062 * 10^-13 / -3,33 * 10^-11 ≈ -0,032 м.

Так как расстояние не может быть отрицательным, мы просто берем модуль значения:

d ≈ 0,032 м или 3,2 см.

Ответ: Расстояние между пластинами плоского воздушного конденсатора составляет примерно 3,2 см.