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.

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.


Аналоги к заданию № 6662: 6701 Все

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