Напряжение между пластинами плоского воздушного конденсатора 100 в а расстояние

Напряжение между пластинами плоского воздушного конденсатора 100 в а расстояние

Плоский воздушный конденсатор зарядили до некоторого напряжения и отключили от батареи. Затем расстояние между пластинами конденсатора уменьшили. Определите, как в результате этого изменились электроёмкость конденсатора и напряжённость электрического поля в конденсаторе.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Электроёмкость конденсатора

Напряжённость электрического поля в конденсаторе

Ёмкость плоского конденсатора увеличивается при уменьшении расстояния между пластинами.

Напряжённость электрического поля в плоском конденсаторе не зависит от расстояния между пластинами.

На неподвижном проводящем уединённом шарике радиусом R находится заряд Q. Точка О — центр шарика, , Модуль напряжённости электростатического поля заряда Q в точке С равен Чему равен модуль напряжённости электростатического поля заряда Q в точке A и точке B

Установите соответствие между физическими величинами и их значениями. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А) Модуль напряжённости электростатического поля шарика в точке А

Б) Модуль напряжённости электростатического поля шарика в точке В

1)

2)

3)

4)

Поскольку шар проводящий, весь заряд размещается на его поверхности, при этом электрическое поле внутри шара оказывается равным нулю (это называется экранировкой). Действительно, если бы поле было отлично от нуля, то оно привело бы к появлению тока внутри шара, но тока нет, и, значит, поле на самом деле равно нулю (А — 1).

Снаружи от заряженного шара электрическое поле такое же, как от точечного заряда, помещенного в центр шара: Точка B отстоит от центра шара на вдвое большем расстоянии, чем точка С. Следовательно, напряженность поля в точке B в 4 раза меньше и равна (Б — 4).

Здравствуйте, хочу обратить внимание, что в условии написано, что рассматриваемая фигура шар. А на рисунке изображена сфера. Что в свою очедедь может привести к недопониманию. Ведь внутри сферы нет электрического поля, а внутри шара есть. http://schools.keldysh.ru/school1413/pro_2005/nov/pole_6.html

P. S. также можно заметить это в учебном пособии Т. И. Трофимовой.

Равномерно распределённый заряд по объёму шара (случай, рассмотренный в ссылке) может быть только у неметаллического (непроводящего) тела. В металлическом (проводящем) шаре заряд распределяется по поверхности, внутри шара электрическое поле отсутствует.

Два одинаковых маленьких шарика с электрическими зарядами q₁ = 3 мкКл и q₂ = −1 мкКл удерживаются на расстоянии a = 4 м друг от друга. Шарики соединяют на короткое время длинным тонким проводником. Как в результате этого изменятся следующие физические величины: электрический заряд первого шарика; модуль напряжённости электростатического поля, создаваемого обоими шариками в точке B.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ	ИХ ЗНАЧЕНИЯ

Электрический заряд первого шарика

Модуль напряжённости электростатического поля, создаваемого обоими шариками в точке B

Шарики одинаковые, следовательно, при соединении шариков электрические заряды распределятся между ними равномерно, то есть заряд каждого шарика станет равным

По принципу суперпозиции полей напряжённость электрического поля, создаваемого обоими шариками в первом случае равнялась: А во втором случае: Следовательно, модуль напряжённости электростатического поля, создаваемого обоими шариками в точке B возрос.

Почему возрос, модуль же одинаковый , кроме того даже вектор напряжённости е поменяется

На рисунке показана схема устройства для предварительного отбора заряженных частиц для последующего детального исследования. Устройство представляет собой конденсатор, пластины которого изогнуты дугой радиусом см. Предположим, что в промежуток между обкладками конденсатора из источника заряженных частиц (и. ч.) влетают ионы, как показано на рисунке. Напряжённость электрического поля в конденсаторе по модулю равна 5 кВ/м. Скорость ионов равна 10 5 м/с. При каком значении отношения заряда к массе ионы пролетят сквозь конденсатор, не коснувшись его пластин? Считать, что расстояние между обкладками конденсатора мало, напряжённость электрического поля в конденсаторе всюду одинакова по модулю, а вне конденсатора электрическое поле отсутствует. Влиянием силы тяжести пренебречь.

Центростремительное ускорение иона в конденсаторе задаётся силой F = qE действия электрического поля, так что (здесь q; m и υ — соответственно заряд, масса и скорость иона; E — напряжённость электрического поля.)

Кл/кг.

Ответ: Кл/кг.

Источник

Напряжение между пластинами плоского воздушного конденсатора 100 в а расстояние

Плоский воздушный конденсатор ёмкостью С₀, подключённый к источнику постоянного напряжения, состоит из двух металлических пластин, находящихся на расстоянии d₀ друг от друга. Расстояние между пластинами меняется со временем так, как показано на графике.

Выберите все верные утверждения, соответствующих описанию опыта.

1) В момент времени t₄ ёмкость конденсатора увеличилась в 5 раз по сравнению с первоначальной (при t = 0).

2) В интервале времени от t₁ до t₄ заряд конденсатора возрастает.

3) В интервале времени от t₁ до t₄ энергия конденсатора равномерно уменьшается.

4) В промежутке времени от t₁ до t₄ напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора остаётся постоянной.

5) В промежутке времени от t₁ до t₄ напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора убывает.

Ёмкость плоского конденсатора вычисляется по формуле: где — электрическая постоянная, — диэлектрическая проницаемость материала внутри конденсатора, S — площадь конденсатора, d — расстояние между пластинами конденсатора.

Рассмотрим предложенные утверждения.

1) Расстояние между пластинами конденсатора в момент времени t₄ в 5 раз меньше расстояния между пластинами конденсатора в начальный момент времени, значит, ёмкость конденсатора увеличилась в 5 раз по сравнению с первоначальной. Утверждение 1 верно.

2) Заряд конденсатора q = CU. Напряжение постоянно, ёмкость конденсатора возрастает, следовательно, увеличивается и заряд конденсатора. Утверждение 2 верно.

3) Энергия конденсатора Напряжение постоянно, ёмкость конденсатора возрастает, следовательно, увеличивается и энергия конденсатора. Утверждение 3 неверно.

4) Напряжённость электрического поля конденсатора рассчитывается по формуле:

Расстояние между пластинами конденсатора уменьшается, следовательно, увеличивается напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора. Утверждение 4 неверно.

5) Из четвёртого пункта известно, что напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора увеличивается. Утверждение 5 неверно.

Источник

—>РЕШИ ЗАДАЧУ! —>

9.81. Шарик, заряженный до потенциала ф = 792 В, имеет поверхностную плотность заряда ? = 333 нКл/м 2 . Найти радиус r шарика.

9.82. Найти соотношение между радиусом шара R и максимальным потенциалом ф , до которого он может быть заряжен в воздухе, если при нормальном давлении разряд в воздухе наступает при напряженности электрического поля E₀ =ЗМВ/м. Каким будет максимальный потенциал ф шара диаметром D = 1м?

9.83. Два шарика одинаковых радиуса R = 1 см и массы m = 0,15Kг заряжены до одинакового потенциала ф = ЗкВ и

находятся на некотором расстоянии r₁ друг от друга. При этом их энергия гравитационного взаимодействия W_гр =10 -11 Дж. Шарики сближаются до расстояния r₂₂. Работа, необходимая для

сближения шариков A = 2 * 10 -6 Дж. Найти энергию r электростатического взаимодействия шариков после их сближения.

9.84. Площадь пластин плоского воздушною конденсатора S = 1 м 2 . расстояние между ними d = 1.5 мм. Найти емкость этого конденсатора.

9.85. Конденсатор предыдущей задачи заряжен до разности потенциалов U = 300 В. Haйти поверхностную плотность заряда ? на его пластинах.

9.86. Требуется изготовить конденсатор емкостью С = 250 пФ. Для этого на парафинированную бумагу толщиной d = 0,05 мм наклеивают с обеих сторон кружки станиоля. Каким должен быть диаметр D кружков станиоля?

9.87. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора S = 0,01м 2 . расстояние между ними d = 5 мм. К пластинам приложена разность потенциалов U = 300 В. После отключения

конденсатора от источника напряжения пространство между пластинами заполняется эбонитом. Какова будет разность потенциалов U₂ между пластинами после заполнения? Найти

емкости конденсатора С₁ и С₂ и поверхностные плотности заряда ?₁ и ?₂ на пластинах до и после заполнения.

9.88. Решить предыдущую задачу для случая, когда заполнение пространства между пластинами изолятором производится при включенном источнике напряжения.

9.89. Площадь пластин плоского конденсатора S = 0.01 м 2 , расстояние между ними d = 1 см. К пластинам приложена разность потенциалов U = 300 B. В пространстве между пластинами находятся плоскопараллельная пластинка стекла толщиной d₁ = 0,5см и плоскопараллельная пластинка парафина толщиной d₂ =0,5см. Найти напряженности E₁ и E₂ электрического поля и падения потенциала U₁. и U₂ в каждом слое. Каковы будут при этом емкость С конденсатора п поверхностная плотность заряда ? на пластинах?

9.90. Между пластинами плоского конденсатора, находящимися на расстоянии d = 1 см друг or друга, приложена разность потенциалов С = 100 В. К одной из пластин прилегает плоскопараллельная пластинка кристаллического бромистого таллия (e = 173) толщиной d_т = 9,5 мм. После отключения конденсатора от источника напряжения пластинку кристалла вынимают. Какова будет после этого разность потенциалов U между пластинами конденсатора?

9.91. Коаксиальный электрический кабель состоит из центральной жилы и концентрической цилиндрической оболочки

между которыми находится диэлектрик (e — 3,2 ). Найти емкость

C₁ единицы длины такого кабеля, если радиус жилы r₁ = радиус оболочки r₂ = 3,0 см.

9.92. Радиус центральной жилы коаксиального кабеля r = 1,5 см, радиус оболочки R = 3.5 см. Между центральной жилой и оболочкой приложена разность потенциалов U = 2,3 кВ. Найти напряженность E электрического поля на расстоянии x = 2см от оси кабеля.

9.93. Вакуумный цилиндрический конденсатор имеет радиус внутреннего цилиндра r = 1.5 см и радиус внешнего цилиндра R = 3,5 см. Между цилиндрами приложена разность потенциалов

U = 2.3 кВ. Какую скорость v получит электрон под действием поля этого конденсатора, двигаясь с расстояния l₁ = 2.5 см до расстояния l₂ = 2 см от оси цилиндра?

9.94. Цилиндрический конденсатор состоит из внутреннего цилиндра радиусом r = 3 мм двух слоев диэлектрика и внешнего цилиндра радиусом R = 1 см. Первый слой диэлектрика толщиной d₁ = 3мм примыкает к внутреннему цилиндру. Найти отношение падении потенциала U₁/U₂ в этих слоях.

9.95. При изучении фотоэлектрических явлений используется сферический конденсатор, состоящий из металлического шарика диаметром d = 1,5 см (катода) и внутренней поверхности посеребренной изнутри сферической колбы диаметром D = 11cm (Йода). Воздух из колбы откачивается. Найти емкость С такого конденсатора.

9.96. Каким будет потенциал ф шара радиусом r = 3 см, ес-ли: а) сообщить ему заряд q = 1 нКл. б) окружить его концентрическим шаром радиусом R = 4 см, соединенным с землей?

9.97. Найти емкость С сферического конденсатора, состоящего из двух концентрических сфер с радиусами r = 10 см и R = 10,5 см. Пространство между сферами заполнено малом. Какой радиус R₁ должен иметь шар, помещенный в масло, чтобы иметь такую же емкость?

9.98. Радиус внутреннего шара воздушного сферического конденсатора r = 1 см, радиус внешнего шара R = 4 см. Между шарами приложена разность потенциалов U=ЗкВ. Найтн напряженность Е электрического поля на расстоянии x = 3 см от центра шаров.

9.99. Радиус внутреннего шара вакуумного сферического конденсатора r = 1 см, радиус внешнею шара R = 4 см. Между шарами приложена разность потенциалов U = 3kB. Какую скорость v получит электрон, приблизившись к центру шаров с расстояния x₁ = 3 см до расстояния x₂ = 2 см?

9.100. Найти емкость С системы конденсаторов, изображенной на рисунке. Емкость каждого конденсатора С₁ = 0,5 мкФ

9.101. При помощи электрометра сравнивали между собой емкости двух конденсаторов. Для этого заряжали их до разностей потенциалов (U₁ = 300 В и U₂ = 100 В и соединяли оба конденсатора параллельно. Измеренная при этом электрометром разность потенциалов между обкладками конденсатора оказалась равной U = 250 В. Найти отношение емкостей C₁/C₂.

9.102. Разность потенциалов между точками A и В U = 6 В. Емкость первого конденсатора С₁ = 2 мкФ и емкость второго конденсатора С₂ = 4 мкФ. Найти заряды q₁ и q₂ и разности потенциалов U₁ и U₂ на обкладках каждого конденсатора.

9.103. В каких пределах может меняться емкость С системы, состоящей из двух конденсаторов, если емкость одного из конденсаторов постоянна и равна С₁ = 3,33 нФ, а емкость С₂ другого изменяется от 22,2 до 555,5 пФ?

В каких пределах может изменяться емкость С системы, состоящей из двух конденсаторов переменной емкости, если ёмкость C₁ каждого из них изменяется от 10 до 450 пФ?

9.105. Конденсатор емкостью С = 20мкФ заряжен до разности потенциалов U = 100 В. Найти энергию W этого конденсатора.

9.106. Шар радиусом /?, = 1 м заряжен до нотени: -..та (р — 30 кВ. Нантн энергию И заряженного шара.

9.107. Шар, погруженный в керосин, имеет потен»: 1 ‘аа потенциал ф₂ второго шарика после разряда; е) энергию W соединенных проводником шариков; ж) работу А разряда.

9.110. Заряженный шар 1 радиусом R₁ = 2 см приводится в соприкосновение с незаряженным шаром 2, радиус которого

R₂ = 3 см. После того как шары разъединили, энергия шара 2 оказалась равной \V₂ = 0,4 Дж. Какой заряд q₁ был на шаре 1 до соприкосновения с шаром 2?

9.111. Пластины плоского конденсатора площадью S = 0,01 м 2 каждая притягиваются друг к другу с силой F = 30мН. Пространство между пластинами заполнено слюдой. Найти заряды q, находящиеся на пластинах, напряженность E поля между пластинами и объемную плотность энергии W₀ поля.

9.112. Между пластинами плоского конденсатора вложена тонкая слюдяная пластинка. Какое давление p испытывает эта пластинка при напряженности электрического поля Е = 1 MB/м?

9.113. Абсолютный электрометр представляет собой плоский конденсатор, нижняя пластина которого неподвижна, а верхняя подвешена к коромыслу весов. При незаряженном конденсаторе расстояние между пластинами d = 1 см. Какую разность потенциалов U приложили между пластинами, если для сохранения того же расстояния d = 1см на другую чашку весов пришлось положить груз массой т = 5,1 г? Площадь пластин конденсатора S = 50 см 2 .

9.114. Разность потенциалов между пластинами плоского конденсатора U = 280 В. Площадь пластин конденсатора S=0,01 м 2 ; поверхностная плотность заряда на пластинах ? = 495 нКл/м 2 . Найти: а) напряженность E поля внутри кои-денсатора; б) расстояние d между пластинами; в) скорость v которую получит электрон, пройдя в конденсаторе путь от одной пластины до другой; г) энергию W конденсатора; д) емкость С конденсатора; е) силу притяжения F пластин конденсатора.

9.115. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора S = 0,01м 3 , расстояние между ними d = 5 мм. Какая paзность потенциалов U была приложена к пластинам конденсатора.

если известно, что при разряде конденсатора выделилось |Q = 4,19 мДж тепла?

9.116. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора S = 0,01м 2 , расстояние между ними d = 5 мм. К пластинам конденсатора приложена разность потенциалов U = ЗкВ. Какова будет напряженность Е поля конденсатора, если, не отключая его от источника напряжения, пластины раздвинуть до расстояния d₂ =5 см? Найти энергии W₁ и W₂ конденсатора до и после раздвижения пластин.

9.117. Решить предыдущую задачу при условии, что сначала конденсатор отключается от источника напряжения, а затем раздвигаются пластины конденсатора.

9.118. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора S = 0,01 м 2 , расстояние между ними d₁ = 1 мм. К пластинам конденсатора приложена разность потенциалов U = 0,1 кВ. Пласти-

ны раздвигаются до расстояния d₂ = 25 мм. Найти энергии W₁ и W₂ конденсатора до и после раздвижения пластин, если источник напряжения перед раздвижением: а) не отключается; б) отключается.

9.119. Плоский конденсатор заполнен диэлектриком и на его пластины подана некоторая разность потенциалов. Его энергия при этом W = 20мкДж. После того как конденсатор отключили от источника напряжения, диэлектрик вынули из конденсатора. Работа, которую надо было совершить против сил электрического поля, чтобы вынуть диэлектрик, А = 70 мкДж. Найти Диэлектрическую проницаемость е диэлектрика.

9.120. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора S = 12,5cm 2 , расстояние между ними d₁ =5 мм. К пластинам конденсатора приложена разность потенциалов U = 6кВ. Пластины конденсатора раздвигаются до расстояния d₂ = 1 см. Найти изменение емкости конденсатора dС, потока напряженности dN_E сквозь площадь электродов и объемной плотности энергии dW₀ электрического поля, если источник напряжения перед раздвиженнем: а) не отключается; б) отключается.

9.121. Найти объемную плотность энергии W₀ электрического поля в точке, находящейся: а) на расстоянии х = 2 см от поверхности заряженного шара радиусом R = 1см, б) вблизи бесконечно протяженной заряженной плоскости, в) на расстоянии х = 2см от бесконечно длинной заряженной нити. Поверхностная плотность заряда на шаре и плоскости ? = 16,7 мкКл/м 2 , линейная плотность заряда на нити ? = 167 нКл/м. Диэлектрическая проницаемость среды e = 2.

9.122. На пластины плоского конденсатора, расстояние меж-ду которыми d = 3см, подана разность потенциалов U = 1 кВ. Пространство между пластинами заполняется диэлектриком (е=7). Найти поверхностную плотность связанных (поляризационных) зарядов ?_св. Насколько изменяется поверхностная

плотность заряда на пластинах при заполнении конденсатора диэлектриком? Задачу решить, если заполнение конденсатора диэлектриком производится: а) до отключения конденсатора от источника напряжения; б) после отключения конденсатора от источника напряжения.

9.123. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено диэлектриком, диэлектрическая восприимчивость которого N = 0,08. Расстояние между пластинами d = 5 мм. На пластины конденсатора подана разность потенциалов U = 4 кВ. Найти поверхностную плотность связанных зарядов ?_св на диэлектрике и поверхностную плотность заряда ?_д на пластинах конденсатора.

9.124. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено стеклом. Расстояние между пластинами d = 1 мм. На пластины конденсатора подана разность потенциалов U = 1,2 кВ. Найти: а) напряженность ? поля в стекле; б) поверхностную плотность заряда ?_д на пластинах конденсатора; в) поверхностную плотность связанных зарядов ?_св на стекле: г) диэлектрическую восприимчивость N стекла.

9.125. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено маслом. Расстояние между пластинами d = 1см. Какую разность потенциалов U надо подать на пластины конденсатора, чтобы поверхностная плотность связанных зарядов на масле была равна ?_св = 6,2 мкКл/м 2 ?

9.126. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено стеклом. Площадь пластин конденсатора S = 0,01м 2 . Пластины конденсатора притягиваются друг к другу с силой F = 4,9 мН. Найти поверхностную плотность связанных зарядов ?_св на стекле.

9.127. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено парафином. При присоединении пластин к источнику напряжения давление пластин на парафин стало равным р = 5 Па. Найти: а) напряженность Е электрического поля и электрическое смещение D в парафине; б) поверхностную плотность связанных зарядов ?_св на парафине; в) поверх-ностную плотность заряда ?_св на пластинах конденсатора; г) объемную плотность энергии W₀ электрического поля в парафине; д) диэлектрическую восприимчивость N парафина.

9.128. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено диэлектриком. Расстояние между пластинами d = 2ММ. На пластины конденсатора подана разность потенциалов U₁ = 0,6кВ. Если, отключив источник напряжения, вынуть диэлектрик из конденсатора, то разность потенциалов на пластинах конденсатора возрастет до U₂ = 1,8кВ. Найти поверхностную плотность связанных зарядов ?_св на диэлектрике и диэлектрическую восприимчивость X диэлектрика.

9.129. Пространство между пластинами плоского конденсатора объемом V — 20 cm 3 заполнено диэлектриком (е =5). Пластины конденсатора присоединены к источнику напряжения. При этом поверхностная плотность связанных зарядов на дилектрике ?_св = 8,35 мкКл/м 2 . Какую работу А надо совершить против сил электрического поля, чтобы удалить диэлектрик из конденсатора? Задачу решить, если удаление диэлектрика производится: а) до отключения источника напряжения; б) после отключения источника напряжения.

Источник

Читайте также:  Параметры срабатывания мтз с пуском по напряжению