Номер 6, страница 430 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Физика, 10 класс Учебник, авторы: Грачев Александр Васильевич, Погожев Владимир Александрович, Салецкий Александр Михайлович, Боков Павел Юрьевич, издательство Просвещение, Москва, 2011, бирюзового цвета

Авторы: Грачев А. В., Погожев В. А., Салецкий А. М., Боков П. Ю.

Тип: Учебник

Серия: алгоритм успеха

Издательство: Просвещение

Год издания: 2011 - 2025

Уровень обучения: базовый и углублённый

Цвет обложки: бирюзовый изображена солнечная система со всеми планетами

ISBN: 978-5-09-091742-1

Популярные ГДЗ в 10 классе

Упражнения. Параграф 76. Конденсаторы. Емкость плоского конденсатора. Энергия электрического поля. Глава 10. Электростатика. Электродинамика - номер 6, страница 430.

№6 (с. 430)
Условие. №6 (с. 430)
скриншот условия
Физика, 10 класс Учебник, авторы: Грачев Александр Васильевич, Погожев Владимир Александрович, Салецкий Александр Михайлович, Боков Павел Юрьевич, издательство Просвещение, Москва, 2011, бирюзового цвета, страница 430, номер 6, Условие

6. Определите объёмные плотности энергии электрических полей между пластинами конденсаторов из упражнений 1 и 2.

Решение. №6 (с. 430)

Для определения объёмной плотности энергии электрического поля между пластинами конденсатора используется формула:

$w = \frac{\epsilon \epsilon_0 E^2}{2}$

где $w$ — объёмная плотность энергии (в Дж/м³), $\epsilon$ — диэлектрическая проницаемость среды между пластинами, $\epsilon_0$ — электрическая постоянная ($\approx 8.85 \cdot 10^{-12}$ Ф/м), $E$ — напряжённость электрического поля (в В/м).

Для плоского конденсатора напряжённость поля можно выразить через напряжение $U$ между обкладками и расстояние $d$ между ними: $E = \frac{U}{d}$. Тогда формула примет вид:

$w = \frac{\epsilon \epsilon_0 U^2}{2d^2}$

Также объёмную плотность энергии можно найти, разделив полную энергию конденсатора $W$ на объём пространства между обкладками $V=S \cdot d$ (где $S$ - площадь пластин):

$w = \frac{W}{V}$

Энергия конденсатора вычисляется по формулам: $W = \frac{CU^2}{2} = \frac{q^2}{2C} = \frac{qU}{2}$.

Поскольку данные из упражнений 1 и 2 не предоставлены, ниже приведены решения с использованием примерных данных. Для получения точного ответа подставьте в расчёты значения из ваших упражнений.

Для конденсатора из упражнения 1

Предположим, что в упражнении 1 дан плоский воздушный конденсатор, напряжение на котором 200 В, а расстояние между пластинами 4 мм.

Дано:
$U_1 = 200$ В
$d_1 = 4$ мм
$\epsilon_1 = 1$ (для воздуха)
$\epsilon_0 \approx 8.85 \cdot 10^{-12}$ Ф/м

Перевод в СИ:
$d_1 = 4 \cdot 10^{-3}$ м

Найти:
$w_1$ - ?

Решение:
Объёмная плотность энергии электрического поля плоского конденсатора определяется по формуле:$w_1 = \frac{\epsilon_1 \epsilon_0 U_1^2}{2d_1^2}$Подставим числовые значения:$w_1 = \frac{1 \cdot 8.85 \cdot 10^{-12} \text{ Ф/м} \cdot (200 \text{ В})^2}{2 \cdot (4 \cdot 10^{-3} \text{ м})^2} = \frac{8.85 \cdot 10^{-12} \cdot 40000}{2 \cdot 16 \cdot 10^{-6}} = \frac{8.85 \cdot 4 \cdot 10^{-8}}{32 \cdot 10^{-6}} = \frac{35.4 \cdot 10^{-8}}{32 \cdot 10^{-6}} \approx 1.106 \cdot 10^{-2}$ Дж/м³.

Ответ: объёмная плотность энергии для конденсатора из упражнения 1 составляет примерно $0.011$ Дж/м³.

Для конденсатора из упражнения 2

Предположим, что в упражнении 2 дан конденсатор ёмкостью 50 мкФ, заряженный до напряжения 10 В, а объём диэлектрика между его пластинами составляет 20 см³.

Дано:
$C_2 = 50$ мкФ
$U_2 = 10$ В
$V_2 = 20$ см³

Перевод в СИ:
$C_2 = 50 \cdot 10^{-6}$ Ф
$V_2 = 20 \cdot (10^{-2} \text{ м})^3 = 20 \cdot 10^{-6}$ м³ $= 2 \cdot 10^{-5}$ м³

Найти:
$w_2$ - ?

Решение:
Сначала найдём энергию, запасённую в конденсаторе:$W_2 = \frac{C_2 U_2^2}{2}$$W_2 = \frac{50 \cdot 10^{-6} \text{ Ф} \cdot (10 \text{ В})^2}{2} = \frac{50 \cdot 10^{-6} \cdot 100}{2} = 2500 \cdot 10^{-6}$ Дж $= 2.5 \cdot 10^{-3}$ Дж.Теперь найдём объёмную плотность энергии, разделив полную энергию на объём:$w_2 = \frac{W_2}{V_2}$$w_2 = \frac{2.5 \cdot 10^{-3} \text{ Дж}}{2 \cdot 10^{-5} \text{ м}^3} = 1.25 \cdot 10^2$ Дж/м³ $= 125$ Дж/м³.

Ответ: объёмная плотность энергии для конденсатора из упражнения 2 составляет 125 Дж/м³.

Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.

Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz

Присоединиться

Мы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения номер 6 расположенного на странице 430 к учебнику серии алгоритм успеха 2011 года издания для учащихся школ и гимназий.

Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №6 (с. 430), авторов: Грачев (Александр Васильевич), Погожев (Владимир Александрович), Салецкий (Александр Михайлович), Боков (Павел Юрьевич), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.