№771 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

Рассмотрим вариант решения задания из учебника Рымкевич 10-11 класс, Дрофа: Расстояние между пластинами плоского конденсатора с диэлектриком из бумаги, пропитанной парафином, равно 2 мм, а напряжение между пластинами 200 В. Найти плотность энергии поля.

Дано

$$d=2\ \text{мм}=2\cdot10^{-3}\ \text{м}$$

$$U=200\ \text{В}$$

$$\varepsilon=2{,}2$$

Ход решения

Плотность энергии электрического поля в плоском конденсаторе:

$$\omega=\frac{\varepsilon_0\varepsilon E^2}{2}$$

Так как $$E=\frac{U}{d}$$, то

$$\omega=\frac{\varepsilon_0\varepsilon U^2}{2d^2}$$

Подставим значения:

$$ \omega=\frac{8{,}85\cdot10^{-12}\cdot2{,}2\cdot(200)^2}{2\cdot(2\cdot10^{-3})^2} $$

$$ \omega=\frac{8{,}85\cdot10^{-12}\cdot2{,}2\cdot4\cdot10^4}{2\cdot4\cdot10^{-6}} =9{,}7\cdot10^{-2}\ \text{Дж/м}^3 $$

$$9{,}7\cdot10^{-2}\ \text{Дж/м}^3=97\ \text{мДж/м}^3$$

Ответ

$$\omega=97\ \text{мДж/м}^3$$