две одинаковые пластины площадью 400 (8 видео)

Содержание

Две одинаковые круглые пластины площадью S = 400 см2 каждая расположены параллельно друг другу. Заряд одной пластины Q1 = 400 нКл, другой Q2 = -200 нКл. Определить силу F взаимного притяжения
Описание и исходные данные задания, 50% решения + фотография:
Две одинаковые круглые пластины площадью 400 см2 каждая расположены параллельно друг другу.
Примеры решения задач
🌟 Видео

Видео:Две параллельные металлические пластины, расположенные горизонтально, подключены к - №29180Скачать

Две одинаковые круглые пластины площадью S = 400 см2 каждая расположены параллельно друг другу. Заряд одной пластины Q1 = 400 нКл, другой Q2 = -200 нКл. Определить силу F взаимного притяжения

Готовое решение: Заказ №8798

Тип работы: Задача

Статус: Выполнен (Зачтена преподавателем ВУЗа)

Предмет: Физика

Дата выполнения: 29.09.2020

Цена: 209 руб.

Чтобы получить решение , напишите мне в WhatsApp , оплатите, и я Вам вышлю файлы.

Кстати, если эта работа не по вашей теме или не по вашим данным , не расстраивайтесь, напишите мне в WhatsApp и закажите у меня новую работу , я смогу выполнить её в срок 1-3 дня!

Описание и исходные данные задания, 50% решения + фотография:

№1(1) Условие 1

318. Две одинаковые круглые пластины площадью S = 400 см 2 каждая расположены параллельно друг другу. Заряд одной пластины Q₁ = 400 нКл, другой Q₂ = -200 нКл. Определить силу F взаимного притяжения пластин, если расстояние между ними:

а) r₁ = 3 мм;

б) r₂ = 10 м.

Условие 2

5.1. Две одинаковые круглые пластины площадью 400 см 2 каждая расположены параллельно друг другу. Заряд одной пластины 400 нК. Другой –200 нКл. Определить силу взаимного притяжения пластин, если расстояние между ними:

а) 3 мм;

б) 10 м.

Решение.

Вычислим диаметр каждой пластины, зная их площадь:

Считаем, что вторая пластина находится в поле, создаваемом первой пластиной.

а) Расстояние между пластинами мм. Это значительно меньше размеров пластин, поэтому используем формулу для напряжённости поля бесконечной пластины.

Если вам нужно решить физику, тогда нажмите ➔ помощь по физике.

Похожие готовые решения:

Две одинаковые круглые пластины площадью по S = 400 см2 каждая расположены параллельно друг другу. Заряд Q1 одной пластины равен +400 нКл, другой Q2 = -200 нКл. Определить силу F
Две одинаковые круглые пластины площадью по S = 100 см2 каждая расположены параллельно друг другу. Заряды пластин q1 = +100 нКл и q2 = -100 нКл. Определить силу взаимного притяжения пластин
Конденсаторы электроёмкостями C1 = 1 мкФ, C2 = 2 мкФ, C3 = 3 мкФ включены в цепь с напряжением 1,1 кВ. Определить энергию каждого конденсатора в случае, если они включены параллельно.
Квадратная рамка со стороной а = 10 см, по которой течёт ток I = 200 A, свободно установилась в однородном магнитном поле (B = 0,2 Тл). Определить работу, которую необходимо совершить

Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Сайт предназначен для облегчения образовательного путешествия студентам очникам и заочникам по вопросам обучения . Наталья Брильёнова не предлагает и не оказывает товары и услуги.

Видео:Котика ударило током, 10 т. ВольтСкачать

Две одинаковые круглые пластины площадью 400 см2 каждая расположены параллельно друг другу.

? Заказ №: 21985

⟾ Тип работы: Задача

? Предмет: Физика

✅ Статус: Выполнен (Проверен преподавателем)

? Цена: 149 руб.

? Как получить работу? Ответ: Напишите мне в whatsapp и я вышлю вам форму оплаты, после оплаты вышлю решение.

➕ Как снизить цену? Ответ: Соберите как можно больше задач, чем больше тем дешевле, например от 10 задач цена снижается до 50 руб.

➕ Вы можете помочь с разными работами? Ответ: Да! Если вы не нашли готовую работу, я смогу вам помочь в срок 1-3 дня, присылайте работы в whatsapp и я их изучу и помогу вам.

⚡ Условие + 37% решения:

Две одинаковые круглые пластины площадью 400 см2 каждая расположены параллельно друг другу. Заряд одной пластины 400 нКл, другой — 200 нКл. Определить силу взаимного притяжения пластин, если расстояние между ними: а) 3 мм; б) 10 м.

Решение Рассмотрим первый случай, когда расстояние между пластинами равно d  d1  3 мм . Площадь пластины равна: 2 S  R Отсюда:  S R  (1) Подставим сюда данные: R м -3 2 0,056м 56 10 3,14 10      Соответственно можем записать, что d1  R . Так как расстояние между пластинами намного меньше радиуса пластин, то силу взаимодействия между пластинами можно определить по формуле: F  E1q2 (2) Где заряд 2 q второй пластины находится в поле напряженностью E1 , созданном зарядом первой пластины конденсатора.

Научись сам решать задачи изучив физику на этой странице:

Решение задач по физике

Услуги:

Заказать физику
Помощь по физике

Готовые задачи по физике которые сегодня купили:

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.

Видео:Площадь прямоугольника. Как найти площадь прямоугольника?Скачать

Примеры решения задач

Задача 1. Конденсатор ёмкости С₁, заряженный до разности потенциалов U, подключили параллельно к концам системы из двух последовательно соединённых незаряженных конденсаторов, ёмкости которых С₂ и С₃. Какой заряд протечёт при этом по соединительным проводам?

Решение. Вначале заряд первого конденсатора был равен q = C₁U. После подключения этот заряд перераспределился между конденсаторами таким образом, чтобы напряжения на первом конденсаторе и подключённой батарее были бы одинаковыми. Имеем:

q₁ + q₂ = q, ,

где q₁ − заряд на первом конденсаторе после подключения, а q₂ − заряд на подключённой батарее. Решая эти два уравнения, найдём q₁и протёкший зарядΔq = q – q₁=

Задача 2. К источнику с э.д.с. U подключили последовательно два воздушных конденсатора, каждый ёмкостью С. Затем один из конденсаторов заполнили однородным диэлектриком с проницаемостью ε. Во сколько раз уменьшилась напряжённость электрического поля в этом конденсаторе? Какой заряд пройдёт через источник?

Решение. Найдём сначала протёкший заряд. Заряд конденсатора до заполнения диэлектриком равен , а заряд после заполнения

Отсюда протёкший заряд равен Δq = q₂ – q₁.

Напряжённость поля сначала равна , где d − расстояние между пластинами. После введения диэлектрика она становится равной

. Отсюда .

Ответ: , .

Задача 3.Диэлектрик с диэлектрической проницаемостью ε заполняет пространство между обкладками плоского конденсатора. Емкость конденсатора равна С. Конденсатор заряжен до разности потенциалов U и отключен от источника напряжения. Затем диэлектрик медленно удаляют из конденсатора. Какую работу надо при этом совершить ?

Решение: Так как конденсатор отключается от источника напряжения, заряд на его обкладках не меняется. Энергия, запасенная конденсатором, равна

где С — емкость конденсатора с диэлектриком. После того как диэлектрик удален, емкость конденсатора уменьшается в ε раз. Следовательно,

т. е. запасенная конденсатором энергия увеличится в ε раз. Для увеличения энергии необходимо совершить работу по удалению диэлектрика, величина которой равна:

То, что для удаления диэлектрика нужно совершить работу, ясно из общих соображений: между индуцированным на диэлектрике зарядом и зарядом пластин действует притяжение, против сил которого и совершается внешняя работа при удалении диэлектрика из конденсатора.

Задача 4. Пространство между обкладками плоского конденсатора заполнено последовательно двумя диэлектрическими слоями 1 и 2 с толщинами d₁ и d₂ и с проницаемостями ε₁иε₂.Площадь каждой обкладки равна S. Найти:а) ёмкость конденсатора;б) плотность σ / связанных зарядов на границе раздела диэлектрических слоёв, если напряжение на конденсаторе равно U и электрическое поле направлено от слоя 1 к слою 2.

Рисунок 3.15. К задаче 4

Решение. Пусть заряд конденсатора равен q. (рис.3.15). Тогда электрическая индукция в нём равна D = q/S, а напряжённости электрического поля описываются выражениями:

, .

Разность потенциалов между пластинами равнаU = E₁d₁ + E₂d₂. В свою очередь ёмкость конденсатора C= q/U, поэтому:

Поляризованность в слоях найдём при помощи формулы:

а поверхностная плотность связанного заряда , следовательно

Ответ: , .

Задача 5. Плоский конденсатор, площадь каждой пластины которого S=400см 2 , заполнен двумя слоями диэлектрика. Граница между ними параллельна обкладкам. Первый слой − прессшпан (ε₁ = 2) толщины l₁=0,2см; второй слой − стекло (ε₂ = 7) толщины l₂ = 0,3см. Конденсатор заряжен до разности потенциалов U = 600 В. Найти энергию конденсатора.

Решение: Энергию конденсатора можно найти по формуле: . Определим предварительно электроемкость , где Q = σS − заряд конденсатора.

Поскольку в плоском конденсаторе в пределах каждого диэлектрика поле однородно, то U = E₁ l₁ + E₂ l₂. Напряжённость поля в каждом слое диэлектрика:

Тогда электроёмкость конденсатора

а энергия конденсатора

Задача 6. Имеется плоский воздушный конденсатор, площадь каждой обкладки которого равна S. Какую работу против электрических сил надо совершить, чтобы медленно увеличить расстояние между обкладками от х₁ до х₂, если при этом поддерживать неизменным: а) заряд конденсатора q;

б) напряжение на конденсаторе U?

Решение. а) Вначале энергия конденсатора была равна . После увеличения расстояния энергия равна . Совершённая работа равна А = W₂ − W₁,

б) Если напряжение на конденсаторе поддерживается постоянным, то при увеличении расстояния между пластинами через источник протекает заряд

При этом батарея совершает отрицательную работу A₁ = -ΔqU. Поэтому энергетический баланс в этом случае запишется в виде:

Решая это уравнение, найдём работу А:

Выводы:Электроемкость – является важной характеристикой свойств проводников и конденсаторов, характеризующей способность накапливать заряд.

Контрольные вопросы второго уровня (сборник задач)

1. Найти электроемкость С уединенного металлического шара радиусом R=1 см. [1,11 пФ]

2. Определить электроемкость С металлической сферы радиусом R=2 см, погруженной в воду. [180 пФ]

3. Определить электроемкость С Земли, принимая ее за шар радиусом R=6400 км. [712 мкФ]

4. Два металлических шара радиусами R₁=2 см и R₂=6 см соединены проводником, емкостью которого можно пренебречь. Шарам сообщен заряд q=1 нКл. Найти поверхностную плотность σ зарядов на шарах. [σ₁=49,8 нКл/м 2 ; σ₂=16,6 нКл/м 2 ]

5. Шар радиусом R₁=6 cм заряжен до потенциала φ₁=300 В, а шар радиусом R₂=4 cм – до потенциала φ₂=500 В. Определить потенциал шаров после того, как их соединили металлическим проводником. Емкостью соединительных проводников пренебречь. [380 В]

6. Две концентрические металлические сферы радиусами R₁=2 см и R₂=2,1 см образуют сферический конденсатор. Определить его электроемкость С, если пространство между сферами заполнено парафином. [93,3 пФ]

7. Металлический шар радиусом 5 см окружен шаровым слоем диэлектрика (ε = 7) толщиной 1 см и помещен концентрично в металлической сфере с внутренним радиусом 7 см. Чему равна емкость такого конденсатора? [0,13 пФ]

8. На одной из пластин плоского конденсатора емкостью С находится заряд +q, а на другой заряд +4q. Определите разность потенциалов между пластинами конденсатора. [3q/(2С)]

9. Два одинаковых плоских воздушных конденсатора емкостью С= 100 пФ каждый соединены в батарею последовательно. Определите, на сколько изменится емкость батареи, если пространство между пластинами одного из конденсаторов заполнить парафином. [Увеличится на 16,7 пФ]

10. Между пластинами плоского конденсатора, площадь которых S, помещен слоистый диэлектрик, состоящий из n слоев вещества с диэлектрической проницаемостью ε₁ и из n слоев вещества с диэлектрической проницаемостью ε₂. Слои чередуются и каждый имеет толщину d. Найдите емкость конденсатора. [ε₀ε₁ε₂S/dn(ε₁+ε₂)]

11. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено диэлектриком, диэлектрическая проницаемость которого линейно меняется от значения ε₁ у одной пластины до значения ε₂˂ε₁ у другой. Расстояние между пластинами d, площадь пластин равна S. Найдите емкость такого конденсатора. [ε₀(ε₁-ε₂)S/d ln(ε₁/ε₂)]

12. В пространстве между пластинами плоского конденсатора имеется однородный поток электронов, который создает равномерный объемный заряд. Расстояние между пластинами равно d. Потенциал одной из пластин равен φ₀. При каком значении объемной плотности заряда ρ потенциал и напряженность поля у другой пластины равны нулю? [ρ=-2ε₀φ₀/d 2 ]

13. Два конденсатора емкостью С₁ = 5 мкФ и С₂=8 мкФ соединены последовательно и присоединены к батарее с ЭДС 80 В. Определите заряды q₁ и q₂конденсаторов и разности потенциалов U₁и U₂ между их обкладками. [q₁ = q₂ = 0,246 мКл; U₁ = 49 В; U₂ = 31 В]

14. Два одинаковых плоских воздушных конденсатора соединены последовательно в батарею, которая подключена к источнику тока с ЭДС 12 В. Определите, на сколько изменится напряжение на одном из конденсаторов, если другой погрузить в трансформаторное масло (ε = 2,2). [2,25 В]

15. Конденсатор емкостью С₁ = 0,6 мкФ был заряжен до напряжения U₁= 300 В и соединен параллельно со вторым конденсатором емкостью С₂ = 0,4 мкФ, заряженным до напряжения U₂= 150 В. Найдите величину заряда, перетекшего с пластин первого конденсатора на второй. [36 мкКл]

16. Конденсатор емкостью С, = 0,2 мкФ был заряжен до напряжения U₁= 320 В. После того, как его соединили параллельно со вторым конденсатором, заряженным до напряжения U₂= 450 В, напряжение на нем изменилось до U = 400 В. Вычислите емкость С₂второго конденсатора. [0,32 мкФ]

17. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено двумя слоями диэлектрика: стеклом толщиной d₁ = 0,2 см и слоем парафина толщиной d₂=0,3 см. Разность потенциалов между обкладками U = 300 В. Определите напряженность Е поля и падение потенциала в каждом из слоев. [E₁ = 24 кВ/м; U₁= 48 В; Е₂= 84 кВ/м; U₂= 252 В]

18. Конденсатор емкостью 20 мкФ заряжен до напряжения 400 В. К нему подключается конденсатор емкостью 1 мкФ, в результате чего последний заряжается. Затем, отключив этот конденсатор, заряжают таким же образом второй конденсатор с той же емкостью (1 мкФ), третий и т. д. Затем конденсаторы соединяют последовательно. Какое максимальное напряжение можно получить таким способом? [8 кВ]

19. Плоский конденсатор, пластины которого расположены горизонтально, наполовину залит жидким диэлектриком. Какую часть kаналогичного конденсатора надо залить жидкостью при вертикальном расположении пластин, чтобы емкости в обоих случаях были одинаковы? Диэлектрическая постоянная жидкости ε. [k = 1/(ε + 1)]

20. Четыре одинаковые металлические пластины расположены в воздухе на равных расстояниях dдруг от друга. Площадь каждой из пластин равна S. Крайние пластины соединены между собой, средние пластины подсоединены к батарее, ЭДС которой равна . Найдите заряды средних пластин. Считать, что расстояние dмежду соседними пластинами мало по сравнению с их размерами. [q₂ =-q₃ = Зε₀ S/2d]

21. У расположенного горизонтально незаряженного плоского конденсатора нижняя пластина закреплена, а верхняя подвешена к коромыслу весов. Весы находятся в равновесии, при расстоянии между пластинами d= 1 мм. Какой массы грузик надо положить на вторую чашку весов, чтобы сохранить равновесие при том же расстоянии между пластинами, если конденсатор зарядить до напряжения U=1000 В? Площадь пластин конденсатора S= 50 см 2 . [2,25 г]

22. Одна пластина конденсатора закреплена неподвижно, вторая подвешена к пружине с коэффициентом жесткости k. Площадь пластин S. На сколько удлинится пружина, если пластинам сообщить равные, но противоположные по знаку заряды q? Поле между пластинами считать однородным. [Δl=q 2 /2ε₀kS]

23. Одна пластина конденсатора закреплена неподвижно на дне широкого сосуда с жидким диэлектриком (диэлектрическая проницаемость его ε, плотность ρ). Вторая, имеющая вид бруска высотой H, плавает над ней, погрузившись на 1/4 своего объема, если пластины не заряжены. Какую разность потенциалов надо приложить к пластинам, чтобы верхняя пластина погрузилась наполовину? Первоначальное расстояние между пластинами конденсатора H. Поле между пластинами считать однородным. [ ]

24. Плоский воздушный конденсатор с площадью пластины S= 5 см 2 подключен к батарее, ЭДС которой = 300 В. Определите работу внешних сил по раздвижению пластин от d₁ = 1 мм до d₂ — 3 мм если перед раздвижением пластины отключаются от батареи. [0,4 мкДж]

25. Плоский воздушный конденсатор с площадью пластины S= 5 см 2 подключен к батарее, ЭДС которой = 300 В. Определите работу внешних сил по раздвижению пластин от d₁=- 1 мм до d₂ = 3 мм, если пластины в процессе раздвижения остаются подключенными к батарее. [-0,13 мкДж]

26. Металлический шар радиусом R= 2 см несет заряд q=30 нКл. Шар окружен слоем парафина толщиной d= 3 см. Определите энергию электрического поля, заключенного в слое диэлектрика. [0,18 мДж]

27. Плоский конденсатор находится во внешнем однородном электрическом поле с напряженностью Е, направление которого совпадает с направлением поля в конденсаторе. По пластинам равномерно распределены заряды q и -q. Какую работу надо совершить, чтобы перевернуть конденсатор, поменяв пластины местами? Расстояние между пластинами d. Влиянием силы тяжести пренебречь. [А = 2qdE]

28. Большая тонкая проводящая пластина, площадь которой равна S, а толщина d, помещена в однородное электрическое поле с напряженностью Е, перпендикулярное пластине. Какое количество теплоты выделится в проводнике, если поле мгновенно выключить? [Q = 0,5ε₀dE 2 S]

29. Два плоских конденсатора емкостью Скаждый, соединенные параллельно и заряженные до напряжения U, отсоединяют от источника. Пластины одного из конденсаторов могут двигаться свободно навстречу друг другу. Найдите их скорость в момент, когда зазор между пластинами конденсатора уменьшится в два раза. Масса каждой пластины равна М. Силой тяжести пренебречь .[v=U ]

30. Два металлических шарика радиусами R₁ = 5 см и R₂= 10 см имеют заряды q₁ = 40 нКл и q₂=-20 нКл соответственно. Найдите энергию, которая выделится при разряде, если шары соединить проводником. [0,15 мДж]

Контрольные вопросы третьего уровня (тесты)

1. Какое из приведенных ниже выражений есть определение электроемкости конденсатора?

а)C = 4pe₀eR;	б) С = ;	в)С = ;
г) С = ;	д)С = .

2. От каких факторов зависит емкость уединенного проводника, расположенного в вакууме?

а) только от размеров проводника;

б) только от формы проводника;

в) от формы и размеров проводника;

г) от формы, размеров и материала проводника;

д) от формы, размеров и от заряда проводника.

3. Энергия заряженного проводника определяется выражением:

а);

б) ;

в) ;

г).

4. Энергия электрического поля определяется выражением:

а);

б) ;

в) ;

г).

5. Электроемкости конденсатора поставьте в соответствие математическое выражение.

Электроемкость	Математическое выражение
а) электроемкость плоского конденсатора	1)
б) электроемкость сферического конденсатора	2)
в) электроемкость цилиндрического конденсатора	3)
а) ;	б) ;	в) .

6. Какое из приведенных ниже выражений есть определение плотности энергии электрического поля?

а);

б) r_E = ;

в) r_E = ;

г) r_E = .

7. Определить разность потенциалов между обкладками первого конденсатора, если разность потенциалов между обкладками третьего конденсатора равна U.