(Обновлен)Задание A1 Параграф 98 ГДЗ Мякишев 10 класс (Физика)
A1. Как изменится энергия электрического поля конденсатора, если заряд на его обкладках уменьшить в 2 раза?
1) не изменится
2) уменьшится в 2 раза
3) уменьшится в 4 раза
4) увеличится в 2 раза
*Цитирирование задания со ссылкой на учебник производится исключительно в учебных целях для лучшего понимания разбора решения задания.
*размещая тексты в комментариях ниже, вы автоматически соглашаетесь с пользовательским соглашением
Похожие решебники
Мякишев, Буховцев
Популярные решебники 10 класс Все решебники
Атанасян 10-11 класс
Атанасян, Бутузов
Баранова, Дули, Копылова
Enjoy English
Биболетова, Бабушис
Власенков 10-11 класс
Власенков, Рыбченская
Колмогоров 10-11 класс
Колмогоров, Абрамов
Мерзляк, Номировский, Полонский
§97. Электроёмкость. .
§98. Энергия заряженн.
§99. Примеры решения .
©Reshak.ru — сборник решебников для учеников старших и средних классов. Здесь можно найти решебники, ГДЗ, переводы текстов по школьной программе. Практически весь материал, собранный на сайте — авторский с подробными пояснениями профильными специалистами. Вы сможете скачать гдз, решебники, улучшить школьные оценки, повысить знания, получить намного больше свободного времени.
Главная задача сайта: помогать школьникам и родителям в решении домашнего задания. Кроме того, весь материал совершенствуется, добавляются новые сборники решений.
Физика. 10 класс
§ 24. Энергия электростатического поля конденсатора
Процесс зарядки конденсатора можно представить как перенос заряда q с одной обкладки на другую, в результате чего одна из них приобретает заряд –q , а другая — +q . Работа, совершённая при этом внешней силой, равна энергии электростатического поля заряженного конденсатора.
Убедиться в том, что заряженный конденсатор обладает энергией, можно на опыте. Соберём электрическую цепь, состоящую из источника тока, конденсатора и электрической лампы. Схема цепи представлена на рисунке 125. Зарядим конденсатор, подсоединив его к источнику тока. Затем, отключив конденсатор от источника тока, подсоединим его к лампе. При этом наблюдаем кратковременную вспышку света. В данном случае во время разрядки конденсатора энергия, запасённая им при зарядке, превращается во внутреннюю энергию спирали лампы, часть этой энергии расходуется на излучение света. При прохождении электрического тока по цепи с источником тока конденсатор заряжался, т. е. на его обкладках накапливались электрические заряды. При этом в окружающем конденсатор пространстве возникло электростатическое поле. Суммарный электрический заряд обеих обкладок конденсатора до его зарядки, во время зарядки и после разрядки конденсатора равен нулю. Единственное изменение, которое произошло при разрядке конденсатора, заключается в том, что исчезло электростатическое поле, которое создавалось зарядами обеих обкладок конденсатора. Следовательно, энергией обладало электростатическое поле, образованное зарядами обкладок заряженного конденсатора.
Если форма и размеры обкладок конденсатора, а также расстояние между ними и диэлектрические свойства среды, заполняющей пространство между обкладками, остаются неизменными, то напряжение на конденсаторе прямо пропорционально модулю заряда его обкладок ( рис. 125.1 ). Чтобы увеличить модуль заряда на обкладках от qi до qi + δq , внешней силе необходимо совершить работу по перемещению бесконечно малой положительной порции заряда δq с отрицательной обкладки на положительную. Этой работе на рисунке 125.1 соответствует площадь заштрихованного столбика. Полная же работа Авнеш по зарядке конденсатора до напряжения U равна сумме площадей всех аналогичных столбиков, т. е. площади фигуры под графиком зависимости U(q). В данном случае — площади треугольника, равной половине произведения его основания на высоту:
Приращение энергии электростатического поля заряженного конденсатора равно работе, совершённой внешней силой при его зарядке:
Учитывая, что q = CU, формулу для определения энергии электростатического поля заряженного конденсатора можно записать в виде:
Энергию электростатического поля заряженного плоского конденсатора можно выразить через напряжённость поля, сосредоточенного между его обкладками ( рис. 125.2 ). Электроёмкость плоского конденсатора , напряжение между обкладками U = Ed . Следовательно,
где V = Sd — объём пространства между обкладками конденсатора.
От теории к практике
Как изменится энергия электростатического поля заряженного конденсатора при увеличении расстояния между его обкладками, если: а) конденсатор отключён от источника тока; б) конденсатор подключён к источнику тока?
Физика. 10 класс
§ 24. Энергия электростатического поля конденсатора
Примеры решения задач
Пример 1. Определите, как и во сколько раз изменится энергия электростатического поля заряженного плоского воздушного конденсатора, если пространство между его обкладками заполнить керосином, диэлектрическая проницаемость которого ε2 = 2. Рассмотрите случаи: а) конденсатор отключён от источника тока; б) конденсатор подключён к источнику тока.
Дано:
ε1 = 1
ε2 = 2
Решение: Электроёмкость воздушного конденсатора . Электроёмкость этого конденсатора после заполнения пространства между обкладками керосином . Следовательно, .
В случае а) конденсатор отключён от источника тока, поэтому q2 = q1. Тогда, если энергия электростатического поля воздушного конденсатора , то энергия электростатического поля этого конденсатора, заполненного керосином:
Таким образом, энергия электростатического поля уменьшилась в 2 раза.
В случае б) конденсатор не отключён от источника тока, поэтому напряжение между его обкладками равно напряжению между полюсами источника тока U2 = U1 = U. Тогда, если энергия электростатического поля воздушного конденсатора , то энергия электростатического поля этого конденсатора, заполненного керосином:
Таким образом, энергия электростатического поля увеличилась в 2 раза.
Ответ: а) энергия электростатического поля уменьшилась в 2 раза; б) энергия электростатического поля увеличилась в 2 раза.
Пример 2. Плоский воздушный конденсатор, площадь перекрытия обкладок которого S = 100 см 2 , поместили в керосин с диэлектрической проницаемостью ε = 2,0 и подключили к источнику тока с напряжением на полюсах U = 120 В. Определите минимальную работу, которую необходимо совершить внешней силе, чтобы после отключения конденсатора от источника тока медленно увеличить расстояние между его обкладками от d1 = 1,0 см до d2 = 2,0 см.
Дано:
S = 100 см 2 = 1,00 · 10 –2 м 2
ε = 2,0
U = 120 В
d1 = 1,0 см = 1,0 · 10 –2 м
d2 = 2,0 см = 2,0 · 10 –2 м
Решение: Модуль заряда каждой из обкладок конденсатора
Энергия электростатического поля конденсатора до изменения расстояния между его обкладками
После отключения конденсатора от источника тока заряды на его обкладках не изменяются.
Энергию электростатического поля конденсатора после увеличения расстояния между его пластинами определим следующим образом:
Минимальная работа, которую необходимо совершить внешней силе, чтобы увеличить расстояние между обкладками конденсатора, равна приращению энергии электростатического поля конденсатора, так как при медленном увеличении расстояния между обкладками конденсатора их кинетическая энергия остаётся близкой нулю.
Задачи для самостоятельного решения
1. Изменится ли, и если да, то как, электроемкость конденсатора, если заряд на его обкладках увеличить в n раз, не изменяя расстояние между пластинками?
А. Увеличится в n раз. Б. Уменьшится в n раз.
В. Не изменится. Г. Увеличится в n 2 раз.
2. Плоский конденсатор подключен к источнику напряжения . Как изменится заряд на пластинах конденсатора, если, не отключая конденсатор от источника, раздвинуть его пластины на расстояние, вдвое превышающее прежнее? Краевыми эффектами пренебречь.
А. Увеличивается в 2 раза. Б. Уменьшается в 2 раза.
В. Не меняется. Г. Среди ответов 1-3 нет правильного.
3. Плоский конденсатор зарядили до некоторого напряжения. Как изменится напряженность электрического поля между пластинами конденсатора, если, отключив конденсатор от источника, сдвинуть его пластины на расстояние, вдвое меньшее прежнего? Краевыми эффектами пренебречь.
А. Увеличивается в 2 раза. Б. Уменьшается в 2 раза.
В. Не меняется. Г. Среди ответов 1-3 нет правильного.
4. Плоский воздушный конденсатор зарядили, а затем отключили от источника напряжения. Как изменится энергия электрического поля внутри конденсатора, если расстояние между пластинами конденсатора увеличить в n раз? Краевыми эффектами пренебречь.
А. Увеличивается в n раз. Б. уменьшается в n раз.
В. Не меняется. Г. Среди ответов 1-3 нет правильного.
5. Плоский воздушный конденсатор подсоединили к источнику напряжения. Как изменится энергия электрического поля конденсатора, если, не отключая конденсатор от источника, увеличить расстояние между его пластинами в n раз? Краевыми эффектами пренебречь.
А. Увеличивается в n раз. Б. Уменьшается в n раз.
В. Не меняется. Г. Среди ответов 1-3 нет правильного.