№770 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

Рассмотрим вариант решения задания из учебника Рымкевич 10-11 класс, Дрофа: Площадь каждой из пластин плоского конденсатора 200 см2, а расстояние между ними 1 см. Какова энергия поля, если напряженность поля 500 кВ/м?

Дано

$$S=200\ \text{см}^2=2\cdot10^{-2}\ \text{м}^2$$

$$d=1\ \text{см}=10^{-2}\ \text{м}$$

$$E=500\ \text{кВ/м}=5\cdot10^5\ \text{В/м}$$

Ход решения

Энергия электрического поля плоского конденсатора:

$$W=\frac{CU^2}{2}$$

Для плоского конденсатора

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

а напряжение между пластинами

$$U=Ed$$

Тогда

$$W=\frac{\varepsilon_0 S}{d}\cdot\frac{E^2d^2}{2}=\frac{\varepsilon_0 E^2Sd}{2}$$

Подставим значения:

$$ W=\frac{8{,}85\cdot10^{-12}\cdot(5\cdot10^5)^2\cdot2\cdot10^{-2}\cdot10^{-2}}{2} $$

$$ W=\frac{8{,}85\cdot10^{-12}\cdot25\cdot10^{10}\cdot2\cdot10^{-4}}{2} =2{,}2\cdot10^{-4}\ \text{Дж} $$

$$2{,}2\cdot10^{-4}\ \text{Дж}=220\ \text{мкДж}$$

Ответ

$$W=220\ \text{мкДж}$$