Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 26 № 6662

В плоский воздушный конденсатор ёмкостью 16 мкФ вводят пластину с диэлектрической проницаемостью, равной 4, после чего заряжают конденсатор, подключив его к клеммам источника с напряжением 6 В. На сколько уменьшится энергия этого конденсатора, если, не отсоединяя конденсатор от источника, извлечь пластину из конденсатора? Ответ приведите в микроджоулях.

Спрятать решение

Решение.

Ёмкость плоского конденсатора вычисляется по формуле: C= дробь, числитель — \varepsilon_0\varepsilon S, знаменатель — d , где \varepsilon_0 — электрическая постоянная, \varepsilon — диэлектрическая проницаемость материала внутри конденсатора, S — площадь конденсатора, d — расстояние между пластинами конденсатора. Диэлектрическая проницаемость воздуха равна единице. Значит, при введении пластины с диэлектрической проницаемостью 4 ёмкость конденсатора увеличится в четыре раза, то есть станет равной 64 мкФ.

Энергия конденсатора в этом случае будет равна:  дробь, числитель — C_1U в степени 2 , знаменатель — 2 = дробь, числитель — 64мкФ умножить на (6В) в степени 2 , знаменатель — 2 =1152мкДж. Конденсатор не отключают от источника, поэтому при извлечении пластины из конденсатора напряжение на обкладках конденсатора остаётся прежним. Тогда энергия конденсатора будет равна:  дробь, числитель — C_2U в степени 2 , знаменатель — 2 = дробь, числитель — 16мкФ умножить на (6В) в степени 2 , знаменатель — 2 =288мкДж.

Разность этих энергий: 1152мкДж минус 288мкДж = 864мкДж.

 

Ответ: 864 мкДж.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Критерии оценивания выполнения заданияБаллы

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);

III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);

IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины

2

Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков.

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.

И (ИЛИ)

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.

И (ИЛИ)

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины)

1

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла

0
Максимальный балл2

Аналоги к заданию № 6662: 6701 Все

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 3.1.9 Конденсатор. Электроёмкость конденсатора, 3.1.11 Энергия заряженного конденсатора