Задача по физике В плоский конденсатор параллельно обкладкам введена пластина из однородного диэлектрика (см. рис.). Площадь граней диэлектрика, параллельных обкладкам, и площадь обкладок одинаковы. Отношение толщины пластины к расстоянию между обкладками равно 0,4. Если пластину удалить, то электростатическая сила притяжения пластин уменьшается в 1,56 раза. Найдите диэлектрическую проницаемость диэлектрика.

3 Сен 2019 в 19:43
1 677 +1
0
Ответы
1

Обозначим площадь грани диэлектрика как S, толщину пластины как d, расстояние между обкладками как D, диэлектрическую проницаемость диэлектрика как ε.

Сила притяжения между обкладками конденсатора определяется формулой:
F = (εS^2U^2)/(2*D^2),

где U - напряжение на обкладках конденсатора.

Когда пластина вставлена, электрическое поле усиливается в диэлектрике. Это означает, что электрическое поле в диэлектрике E1 = U/D уменьшается на коэффициент n = 1,56. Поэтому после вставки диэлектрика напряженность электрического поля в диэлектрике E2 = E1/n.

Также известно, что E = U/D = σ/ε, где σ - плотность заряда на обкладках конденсатора.

Из условия следует, что E2 = U/D = σ/(ε*n), а также E1 = σ/ε.

Сравнивая полученные выражения, получаем, что E2 = n*E1, откуда n = ε/(ε+1).

С учетом того, что n = 1,56, получаем уравнение:

1,56 = ε/(ε+1),

1,56*ε + 1,56 = ε,

0,56 = -0,56*ε,

ε = -1.

Исходя из этого, получается, что диэлектрическая проницаемость диэлектрика ε = 1.

20 Апр 2024 в 04:39
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
Прямой эфир