Площадь пластин плоскоговоздушного конденсатора S = 12,5 см2, а расстояниемежду ними d1 = 5
Площадь пластин плоского
воздушного конденсатора S = 12,5 см2, а расстояние
между ними d1 = 5 мм. К пластинам конденсатора приложена
разность потенциалов U = 6 кВ. Пластины конденсатора
раздвигаются до расстояния d2 = 1 см. Отыскать конфигурации электроемкости конденсатора, напряженности электронного поля и разности потентиалов меж его пластинами, заряд на пластинках, а также объемной плотности энергии электрического
поля, если источник питания перед раздвижением: а) не отключается; б)
отключается.
1 ответ
Егор Бодров
А) не отключается
изменение емкости при раздвижении пластин
C=C2-C1=E0ES\d2 - E0ES\d1=E0ES\(1\d2-1\d1)
E0 - электронная постоянная,Е0= 8,85*10^(-12) Ф\м
Е - диэлектрическая проницаемость вещества между обкладками, Е= 1
S площадь обкладок конденсатора, S=12,5 см=12,5 10^(-4) м
d расстояние меж обкладками,м
d1 = 5 мм = 5 10^(-3) м
d2=1 см = 1 см= 0,01 м
С=8,85*10^(-12)*1*12,5*10^(-4)*(1\0,01 -1\5*10^(-3) )= 110,625*10^(-16) *(100-200)=110,625*10^(-16)*(-100)=-11062,5*10^(-16) = -1,1063*10^(-12) (Ф)
изменение потока напряженности электронного поля
N=ES=(E2-E1)*S
Так как конденсатор не отключен от источника напряжения ,то разность потенциалов на обкладках не меняется, а напряженность поля
E1=U\d1
E2=U\d2
N=(E2-E1)*S=(U\d2-U\d1)*S=US*(1\d2-1\d1)
U-разность потенциалов, U=6 кВ=6000 В
N=6000*12,5*10^(-4)*(1\0,01-1\0,005) =-7,5*(100-200)=-750 (В*м)
Изменение объемной плотности энергии электронного поля
W0=E0E\2*(E2-E1)=E0E\2*((U\d2) -(U\d1)) =E0E\2*U*(1\d2-1\d1)
W0=8,85*10^(-12)*1\2*6000*(1\(0,01)-1\(0,005)) = 4,425*10^(-12)*36000000*(10000-40000)=-4,8 (Дж\м)
б)отключается
Изменение емкости при раздвижении пластин
С=8,85*10^(-12)*1*12,5*10^(-4)*(1\0,01 -1\5*10^(-3) )= 110,625*10^(-16) *(100-200)=110,625*10^(-16)*(-100)=-11062,5*10^(-16) = -1,1063*10^(-12) (Ф)
Так как конденсатор отключается от источника напряжения, то заряд на обкладках не изменяется
q1=q2
Емкость конденсатора
C=q\U
тогда
C1U1=C2U2
Емкость плоского конденсатора
С=E0ES\d
то есть
U2=C1U1\C2=(E0ES\d1\(E0ES\d1) )*U1 = (d2\d1)*U1
E1=U1\d1=q\E0ES
E2=U2\d2=q\E0ES
То есть
Е2=Е1
N=(E2-E1)*S=(E2-E2)*S=0*S=0
Изменение большой плотности энергии электрического поля
W0=E0E\2*(E2-E1)=0
Ответ ------ (не отключался --- С= -1,1063*10^(-12) Ф;N=-750 В*м; W0=-4,8 Дж\м;
отключался ----- С=-1,1063*10^(-12) Ф;N=0 В*м; W0=0 Дж\м)
изменение емкости при раздвижении пластин
C=C2-C1=E0ES\d2 - E0ES\d1=E0ES\(1\d2-1\d1)
E0 - электронная постоянная,Е0= 8,85*10^(-12) Ф\м
Е - диэлектрическая проницаемость вещества между обкладками, Е= 1
S площадь обкладок конденсатора, S=12,5 см=12,5 10^(-4) м
d расстояние меж обкладками,м
d1 = 5 мм = 5 10^(-3) м
d2=1 см = 1 см= 0,01 м
С=8,85*10^(-12)*1*12,5*10^(-4)*(1\0,01 -1\5*10^(-3) )= 110,625*10^(-16) *(100-200)=110,625*10^(-16)*(-100)=-11062,5*10^(-16) = -1,1063*10^(-12) (Ф)
изменение потока напряженности электронного поля
N=ES=(E2-E1)*S
Так как конденсатор не отключен от источника напряжения ,то разность потенциалов на обкладках не меняется, а напряженность поля
E1=U\d1
E2=U\d2
N=(E2-E1)*S=(U\d2-U\d1)*S=US*(1\d2-1\d1)
U-разность потенциалов, U=6 кВ=6000 В
N=6000*12,5*10^(-4)*(1\0,01-1\0,005) =-7,5*(100-200)=-750 (В*м)
Изменение объемной плотности энергии электронного поля
W0=E0E\2*(E2-E1)=E0E\2*((U\d2) -(U\d1)) =E0E\2*U*(1\d2-1\d1)
W0=8,85*10^(-12)*1\2*6000*(1\(0,01)-1\(0,005)) = 4,425*10^(-12)*36000000*(10000-40000)=-4,8 (Дж\м)
б)отключается
Изменение емкости при раздвижении пластин
С=8,85*10^(-12)*1*12,5*10^(-4)*(1\0,01 -1\5*10^(-3) )= 110,625*10^(-16) *(100-200)=110,625*10^(-16)*(-100)=-11062,5*10^(-16) = -1,1063*10^(-12) (Ф)
Так как конденсатор отключается от источника напряжения, то заряд на обкладках не изменяется
q1=q2
Емкость конденсатора
C=q\U
тогда
C1U1=C2U2
Емкость плоского конденсатора
С=E0ES\d
то есть
U2=C1U1\C2=(E0ES\d1\(E0ES\d1) )*U1 = (d2\d1)*U1
E1=U1\d1=q\E0ES
E2=U2\d2=q\E0ES
То есть
Е2=Е1
N=(E2-E1)*S=(E2-E2)*S=0*S=0
Изменение большой плотности энергии электрического поля
W0=E0E\2*(E2-E1)=0
Ответ ------ (не отключался --- С= -1,1063*10^(-12) Ф;N=-750 В*м; W0=-4,8 Дж\м;
отключался ----- С=-1,1063*10^(-12) Ф;N=0 В*м; W0=0 Дж\м)
, оставишь ответ?
Похожие вопросы
-
Вопросы ответы
Новое
NEW
Статьи
Информатика
Статьи
Последние вопросы
Игорь 14 лет назад был на 8 лет моложе, чем его
Математика.
Два тела массами m1 и m2 находящие на расстоянии R друг
Физика.
В сосуде 4целых одна пятая литр воды что бы заполнить сосуд
Математика.
Двум малярам Диме И Олегу поручили выкрасить фасад дома они разделили
Разные вопросы.
найти порядковый номер 41Э если в ядре 20 нейтронов
Разные вопросы.
в ряду натуральных чисел 3, 8, 10, 24, … 18 одно
Математика.
Предприятие по производству с/хоз продукции на производство затратило 3527000 руб Валовый
Разные вопросы.
Математика, задано на каникулы. ВАРИАНТ 1004
НОМЕР 1,2,3,4,5,6,7,8.
Математика.
Имеются три конденсатора емкостью С1=1мкФ, С2=2мкФ и С3=3мкФ. Какую наименьшую емкость
Физика.
Из точки м выходят 3 луча MP MN и MK причём
Геометрия.
Облако тегов