Расстояние между пластинами плоского воздушного конденсатора, присоединенного к источнику с эдс 12 в увеличивают от 1 до 2 см. площадь пластин конденсатора 100 см2. определить работу по раздвижению пластин в двух случаях: а) конденсатор перед раздвижением пластин отключен от источника; б) конденсатор все время соединен с источником питания.

Portée Portée    3   20.03.2019 17:40    105

Ответы
klikedfrite klikedfrite  25.12.2023 18:19
Добрый день! Конечно, я могу помочь. Давайте разберемся с вашим вопросом.

Для начала, нам нужно определить, как изменится емкость конденсатора при раздвижении пластин. Емкость конденсатора определяется формулой:

C = ε * (A / d),

где C - емкость конденсатора, ε - диэлектрическая проницаемость воздуха (ε = 8,85 * 10^-12 Ф/м), A - площадь пластин, d - расстояние между пластинами.

В первом случае, когда конденсатор перед раздвижением пластин отключен, его емкость не изменяется. Поэтому, работа по раздвижению пластин в этом случае равна нулю.

Теперь рассмотрим случай, когда конденсатор все время соединен с источником питания. При увеличении расстояния между пластинами, емкость конденсатора будет уменьшаться. Давайте найдем разность емкостей до и после раздвижения пластин.

Изначально, расстояние между пластинами равно 1 см, или 0,01 м. Площадь пластин конденсатора равна 100 см2, или 0,01 м2. Подставим эти значения в формулу емкости:

C1 = ε * (A / d1) = 8,85 * 10^-12 * (0,01 / 0,01) = 8,85 * 10^-12 Ф.

После раздвижения пластин, расстояние между ними увеличивается до 2 см, или 0,02 м. Подставим новое значение расстояния в формулу емкости:

C2 = ε * (A / d2) = 8,85 * 10^-12 * (0,01 / 0,02) = 4,425 * 10^-12 Ф.

Теперь найдем разность емкостей:

ΔC = C1 - C2 = 8,85 * 10^-12 - 4,425 * 10^-12 = 4,425 * 10^-12 Ф.

Так как работа равна изменению энергии, а изменение энергии можно выразить через изменение емкости и напряжение, то работу можно определить следующим образом:

W = ΔC * U,

где W - работа, ΔC - разность емкостей, U - напряжение на конденсаторе.

Зная, что эдс источника электрического поля равна 12 В, напряжение на конденсаторе в обоих случаях будет равно 12 В. Подставим значения в формулу:

W = 4,425 * 10^-12 * 12 = 5,31 * 10^-11 Дж.

Итак, работа по раздвижению пластин в случае, когда конденсатор все время соединен с источником питания, будет равна 5,31 * 10^-11 Дж.

Надеюсь, мой ответ понятен для вас. Если у вас остались какие-либо вопросы, не стесняйтесь задавать.
ПОКАЗАТЬ ОТВЕТЫ
Другие вопросы по теме Физика