На рисунке изображен воздушный конденсатор с площадью пластин S = 25 см² и расстоянием между пластинами 0,5 мм (ε₀ = 8,85 · 10⁻¹² Ф/м). 1. Определи емкость конденсатора. Ответ (округли до целого числа и запиши в пФ): С = ... пФ. 2. Определи энергию электрического поля, если заряд, сообщенный конденсатору, равен 0,44 мкКл. Ответ: ... 3. Как изменится энергия электрического поля, если подключить в цепь параллельно конденсатор с такой же емкостью? Ответ: ...

1. Емкость конденсатора:

Площадь пластин S = 25 см² = 2,5·10⁻³ м², расстояние d = 0,5 мм = 5·10⁻⁴ м. Формула емкости плоского конденсатора: \( C = \frac{\varepsilon_0 S}{d} \). Подставляем: \( C = \frac{8,85 \cdot 10^{-12} \cdot 2,5 \cdot 10^{-3}}{5 \cdot 10^{-4}} = 4,425 \cdot 10^{-11} \) Ф = 44,25 пФ. Округляем до целого: 44 пФ.

2. Энергия электрического поля:

Заряд q = 0,44 мкКл = 4,4·10⁻⁷ Кл. Энергия \( W = \frac{q^2}{2C} = \frac{(4,4 \cdot 10^{-7})^2}{2 \cdot 4,425 \cdot 10^{-11}} \approx 2,19 \cdot 10^{-3} \) Дж (или 2,2 мДж).

3. Изменение энергии при параллельном подключении такого же конденсатора:

Если подключить параллельно незаряженный конденсатор такой же емкости, общая емкость станет 2C, а заряд останется прежним (q). Новая энергия \( W' = \frac{q^2}{2 \cdot 2C} = \frac{W}{2} \). Энергия уменьшится в 2 раза.

0 0 Пожаловаться