1-11 класс
  • 1-11 класс
  • 1 класс
  • 2 класс
  • 3 класс
  • 4 класс
  • 5 класс
  • 6 класс
  • 7 класс
  • 8 класс
  • 9 класс
  • 10 класс
  • 11 класс
Выберите класс
Предметы
Мякишев
Задание 5 Параграф 105 ГДЗ Мякишев 10 класс (Физика)
Мякишев, Буховцев
10 класс
Класс
10
Предмет
Физика
Автор
Мякишев, Буховцев

Задание 5 Параграф 105 ГДЗ Мякишев 10 класс (Физика)

Задача
  1. В плоский воздушный конденсатор вставляется металлическая пластина толщиной $$d_0$$. Заряд на обкладках конденсатора $$q$$. Конденсатор отключён от источника. Расстояние между пластинами $$d$$, площадь пластин $$S$$. Определите изменение ёмкости конденсатора и энергии его электрического поля.
Подробный ответ

$$C_0=\frac{\varepsilon_0 S}{d}$$

$$C=\frac{\varepsilon_0 S}{d-d_0}$$

$$q=\text{const}$$

Так как конденсатор отключён от источника, заряд на его обкладках не изменяется. При внесении металлической пластины толщиной $$d_0$$ эффективное расстояние между обкладками уменьшается до $$d-d_0$$.

Тогда начальная ёмкость конденсатора:

$$C_0=\frac{\varepsilon_0 S}{d}$$

После внесения пластины:

$$C=\frac{\varepsilon_0 S}{d-d_0}$$

Изменение ёмкости:

$$\Delta C=C-C_0=\frac{\varepsilon_0 S}{d-d_0}-\frac{\varepsilon_0 S}{d} =\frac{\varepsilon_0 S d_0}{(d-d_0)d}$$

Энергия заряженного конденсатора при неизменном заряде:

$$W=\frac{q^2}{2C}$$

Тогда

$$W_0=\frac{q^2}{2C_0}, \qquad W=\frac{q^2}{2C}$$

Изменение энергии:

$$\Delta W=W-W_0=\frac{q^2}{2}\left(\frac{1}{C}-\frac{1}{C_0}\right)$$

Подставим $$C$$ и $$C_0$$:

$$\Delta W=\frac{q^2}{2}\left(\frac{d-d_0}{\varepsilon_0 S}-\frac{d}{\varepsilon_0 S}\right) =-\frac{q^2 d_0}{2\varepsilon_0 S}$$

Ответ

$$\Delta C=\frac{\varepsilon_0 S d_0}{(d-d_0)d}$$

$$\Delta W=-\frac{q^2 d_0}{2\varepsilon_0 S}$$



Общая оценка
3.7 / 5
Другие учебники
Другие предметы