Плоский воздушный конденсатор электроёмкостью С=10пФ заряжен до разности потенциалов...

0 голосов
281 просмотров

Плоский воздушный конденсатор электроёмкостью С=10пФ заряжен до разности потенциалов U=500В. После отключения конденсатора от источника напряжения расстояние между пластинами конденсатора было увеличено в 3 раза. Определите работу внешних сил по раздвижению пластин.


Физика (116 баллов) | 281 просмотров
0

C1 = 3 C2

0

q = C1 U1, q = C2 U2

0

U2...

0

A = q U

Дано ответов: 2
0 голосов
Правильный ответ

Дано  С1=10*10^-12 Ф   U1=500В   d2=3*d1   A- ?

W1=C1*U1^2/2 - энергия заряженного конденсатора
при увеличении расстояния между пластинами емкость уменьшается в 3 раза потому что C=Eo*S/d
C2=Eo*S/3*d1=C1/3
так как конденсатор отключили от источника то q1=q2
C1*U1=C2*U2
U2=C1*U1/C2=3*C2*U1/C2=3*U1
W2=C2*U2^2/2=C1*9*U1^2/3*2=3*C1*U1^2/2=3*W1
A=W2-W1=2*W1=C1*U1^2=10^-11*25*10^4=2,5*10^-6Дж

Ответ A=2,5 мкДж



(488k баллов)
0 голосов

Дано:
C = 10пФ
U_1=500 B
d^2=3d^1
Решение:
C = ԑ ԑo\frac{S}{3d_1}= \frac{C}{3}
U_1C=U_2C_1
U_2=3U_1=1500B Нашли разность потенциалов  после раздвижения пластин.
Теперь находим работу, совершенную внешними силами:
A = W_2-W_1= \frac{C_2U ^2_2 {} \, }{2} -\frac{C_1U ^2_1 {} \, }{2}= \frac{C-9U ^2_1 {} \, }{3-2}-\frac{CU ^2_1 {} \, }{2}=CU ^2_1=2,5* 10^{-6}Дж

(6.1k баллов)