Лучшие помощники
- Megamozg 2205 б
- Matalya1 1800 б
- DevAdmin 1720 б
- arkasha_bortnikov 900 б
- Dwayne_Johnson 865 б
Для решения задачи воспользуемся формулой для емкости плоского конденсатора с зазором между обкладками:
C = ε * S / d,
где ε - диэлектрическая проницаемость среды между обкладками (для стекла ε = 7), S - площадь обкладок, d - расстояние между обкладками.
Из условия задачи известно, что заряд на обкладках равен Q = CU, где U = 280 В - напряжение на конденсаторе. Также известно, что после введения стеклянной пластины емкость конденсатора увеличилась до C' = ε * S' / d', где S' - площадь обкладок с учетом пластины, d' - расстояние между обкладками с учетом пластины.
Из закона сохранения заряда следует, что сумма зарядов на обкладках до и после введения пластины должна оставаться постоянной:
Q = Q' = C' * U',
где U' - новое напряжение на конденсаторе.
Выразим из первой формулы S:
S = C * d / ε
Аналогично выразим S' через C' и d':
S' = C' * d' / ε
Подставляя эти выражения в уравнение для Q', получим:
Q = Q' = C' * U' = C * U
C' * U' = C * U
ε * S' * U' / d' = ε * S * U / d
S' * U' / d' = S * U / d
C' = C * S' / S = C * d / d' * U' / U
C' = C * ε * d / ε * d'
C' = C * ε * d / (ε * d' + ε * t),
где t - толщина стеклянной пластины.
Теперь можем выразить плотность связанных зарядов на поверхности стекла:
σ = Q' / S' = C' * U' / S'
σ = C * ε * d / (ε * d' + ε * t) * U' / (S - t * d')
Подставляем известные значения:
C = ε * S / d = 7 * S / 0.01 мФ
C' = C * ε * d / (ε * d' + ε * t) = 7 * S / (0.01 мФ + 7 * 3 мм * S)
U = 280 В
S = d * 0.1 м = 0.01 м²
d' = d + t = 13 мм
t = 3 мм
Подставляем все значения и получаем:
σ ≈ 1.5 мкКл/м²
Ответ: плотность связанных зарядов на поверхности стекла составляет приблизительно 1.5 мкКл/м².
C = ε * S / d,
где ε - диэлектрическая проницаемость среды между обкладками (для стекла ε = 7), S - площадь обкладок, d - расстояние между обкладками.
Из условия задачи известно, что заряд на обкладках равен Q = CU, где U = 280 В - напряжение на конденсаторе. Также известно, что после введения стеклянной пластины емкость конденсатора увеличилась до C' = ε * S' / d', где S' - площадь обкладок с учетом пластины, d' - расстояние между обкладками с учетом пластины.
Из закона сохранения заряда следует, что сумма зарядов на обкладках до и после введения пластины должна оставаться постоянной:
Q = Q' = C' * U',
где U' - новое напряжение на конденсаторе.
Выразим из первой формулы S:
S = C * d / ε
Аналогично выразим S' через C' и d':
S' = C' * d' / ε
Подставляя эти выражения в уравнение для Q', получим:
Q = Q' = C' * U' = C * U
C' * U' = C * U
ε * S' * U' / d' = ε * S * U / d
S' * U' / d' = S * U / d
C' = C * S' / S = C * d / d' * U' / U
C' = C * ε * d / ε * d'
C' = C * ε * d / (ε * d' + ε * t),
где t - толщина стеклянной пластины.
Теперь можем выразить плотность связанных зарядов на поверхности стекла:
σ = Q' / S' = C' * U' / S'
σ = C * ε * d / (ε * d' + ε * t) * U' / (S - t * d')
Подставляем известные значения:
C = ε * S / d = 7 * S / 0.01 мФ
C' = C * ε * d / (ε * d' + ε * t) = 7 * S / (0.01 мФ + 7 * 3 мм * S)
U = 280 В
S = d * 0.1 м = 0.01 м²
d' = d + t = 13 мм
t = 3 мм
Подставляем все значения и получаем:
σ ≈ 1.5 мкКл/м²
Ответ: плотность связанных зарядов на поверхности стекла составляет приблизительно 1.5 мкКл/м².
0
·
Хороший ответ
16 марта 2023 21:23
Остались вопросы?
Еще вопросы по категории Физика
Золотое правило механики свидетельствует о том что...
Определите КПД теплового процесса, если вода объемом 1,3 л, налитая в электрический чайник при начальной температуре 10 °C, закипает (t=100 °C) через...
1)Угол между плоскими зеркалом и падающим лучом равен 30°.Чему будет равен угол отражения? 2)Световой луч падает перпендикулярно на поверхность плоско...
Что такое физическое явление...
Шарик, скатываясь с наклонного желоба из состояния покоя, за первую секунду прошел путь 10 см. Какой путь он пройдет за 3 с?...