Физика. Электроемкость. Задача.
Плоский воздушный конденсатор с площадью пластин S и расстоянием
между пластинами d подключен к источнику электрической энергии.Q – заряд на обкладках конденсатора; U – разность потенциалов между
обкладками; E – напряженность поля в конденсаторе; υ – скорость, которую
приобретёт протон, перемещаясь под действием сил поля от одной обкладки к
другой. Найти: 1) величину υ 2) насколько изменится энергия конденсатора, если, не отключая конденсатор от источника, пространство между его пластинами заполнить диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε.
S=140см^2, d=10мм, ε=5, U=300 В
Физика. Электроемкость. Задача.
Плоский воздушный конденсатор с площадью пластин S и расстоянием
между пластинами d подключен к источнику электрической энергии.Q – заряд на обкладках конденсатора; U – разность потенциалов между
обкладками; E – напряженность поля в конденсаторе; υ – скорость, которую
приобретёт протон, перемещаясь под действием сил поля от одной обкладки к
другой. Найти: 1) величину υ 2) насколько изменится энергия конденсатора, если, не отключая конденсатор от источника, пространство между его пластинами заполнить диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε.
S=140см^2, d=10мм, ε=5, U=300 В
Плоский воздушный конденсатор с площадью пластин S и расстоянием
между пластинами d подключен к источнику электрической энергии.Q – заряд на обкладках конденсатора; U – разность потенциалов между
обкладками; E – напряженность поля в конденсаторе; υ – скорость, которую
приобретёт протон, перемещаясь под действием сил поля от одной обкладки к
другой. Найти: 1) величину υ 2) насколько изменится энергия конденсатора, если, не отключая конденсатор от источника, пространство между его пластинами заполнить диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε.
S=140см^2, d=10мм, ε=5, U=300 В
Похожие вопросы
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
1) Для определения скорости протона можно воспользоваться уравнением энергии протона в поле конденсатора:
eU = eE*d,
где e - заряд элементарного заряда, U - разность потенциалов между обкладками, E - напряженность поля, d - расстояние между пластинами.
Отсюда получаем, что скорость протона равна:
υ = E*d.
Напряженность поля E можно найти, используя формулу:
E = U/d.
Подставляем данные:
E = 300 В / 10 мм = 30 В/м.
Теперь можем найти скорость протона:
υ = 30 В/м * 10 мм = 300 м/c.
Ответ: скорость протона равна 300 м/c.
2) Известно, что энергия конденсатора равна:
W = (Q^2) / (2*C),
где C - электроемкость конденсатора.
Электроемкость конденсатора в вакууме равна:
C = ε0*S/d,
где ε0 - электрическая постоянная.
Теперь можем найти энергию конденсатора с диэлектриком:
C' = εε0S/d,
где ε - диэлектрическая проницаемость.
Новая энергия будет равна:
W' = (Q^2) / (2*C').
Получаем изменение энергии:
ΔW = W' - W = (Q^2) / (2C') - (Q^2) / (2C).
Подставляем данные и решаем:
ΔW = (Q^2) / (2εε0S/d) - (Q^2) / (2ε0S/d)
ΔW = (Q^2d(ε - 1)) / (2εε0S)
Ответ: изменение энергии конденсатора при заполнении пространства между пластинами диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε равно (Q^2d(ε - 1)) / (2εε0*S)