При решении задач, связанных с определением энергии поля, важно помнить, что при отключении конденсатора от источника питания он сохраняет заряд, а если конденсатор остается подключенным к источнику, то напряжение будет постоянно.
Задача 1. Расстояние между пластинами плоского конденсатора уменьшили в 2 раза. Во сколько раз изменятся: заряд на пластинах, напряжение между пластинами, напряженность поля между пластинами и энергия конденсатора. Рассмотреть два случая: а) конденсатор отключен от источника напряжения; б) конденсатор остается присоединенным к источнику постоянного напряжения.
а) Если конденсатор отключен от питания, то он сохраняет заряд. Следовательно, в этом случае заряд не изменится. Емкость же вырастет вдвое, так как
Энергия
уменьшится вдвое (ведь емкость выросла).
Напряженность поля зависит только от заряда и поэтому тоже не изменится.
б) Если конденсатор подключен к источнику питания, то , и
– энергия увеличится вдвое. Так как емкость выросла вдвое, следовательно, вдвое вырос и заряд конденсатора. А это значит, что и напряженность поля также вдвое увеличится.
Задача 2. Заряженный конденсатор подключили параллельно к такому же, незаряженному. Во сколько раз изменилась энергия поля первого конденсатора?
При параллельном подключении заряд поделится между двумя конденсаторами поровну. Поэтому, так как
То энергия изменится в 4 раза:
Задача 3. Плотность энергии заряженного конденсатора Дж/м
. С какой силой взаимодействуют обкладки конденсатора, если их площадь
м
?
Сила взаимодействия пластин:
Ответ: 3 Дж
Задача 4. Определить энергию заряженного плоского конденсатора с твердым диэлектриком по следующим данным: объем диэлектрика м
, относительная диэлектрическая проницаемость
, напряженность поля в диэлектрике
В/м.
Ответ: мДж.
Задача 5. Определить энергию, перешедшую в тепло при соединении конденсаторов одноименно заряженными обкладками. Емкость первого конденсатора мкФ, второго
мкФ. Напряжение на первом конденсаторе до соединения
В, а на втором –
В.
Энергия первого конденсатора:
Второго:
А после соединения заряд перераспределится и поэтому энергия системы будет равна
Где . Заряд первого конденсатора
Заряд второго
Заряд обоих конденсаторов
Тогда энергия системы равна
Таким образом, выделившееся тепло равно
Ответ: 0,5 мДж
Эта потеря есть для обоих лучей. Ведь каждый в итоге отразился от...
Доброго времени суток! Разве во второй задаче не надо учесть потерю половины...
...
[latexpage] $$\Delta l_1=\frac{(m_A+M)g}{k_1}$$ $$\Delta l_2=\frac{Mg}{k_2}$$ $$\Delta l_1+\Delta...
В таких ситуациях я обычно говорю ученикам: не надо думать, надо формулы писать :)))...