Номер 2, страница 345 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Основы электродинамики. Глава 12. Разность потенциалов. Энергия электростатического поля. Параграф 63. Энергия электростатического поля. Задания и упражнения - номер 2, страница 345.

Условие.

2. Энергия электростатического поля заряженного конденсатора равна 2 мДж, а его ёмкость – 0,1 мкФ. Найдите разность потенциалов между обкладками конденсатора.

Решение.

2. Дано:

Энергия электростатического поля конденсатора $W = 2$ мДж

Электроёмкость конденсатора $C = 0,1$ мкФ

Перевод в систему СИ:

$W = 2 \cdot 10^{-3}$ Дж

$C = 0,1 \cdot 10^{-6}$ Ф $= 10^{-7}$ Ф

Найти:

Разность потенциалов между обкладками конденсатора $\text{U}$

Решение:

Энергия электростатического поля заряженного конденсатора связана с его ёмкостью и разностью потенциалов на его обкладках следующей формулой:

$W = \frac{C U^2}{2}$

где $\text{W}$ — энергия поля, $\text{C}$ — ёмкость конденсатора, а $\text{U}$ — разность потенциалов (напряжение) между его обкладками.

Для того чтобы найти разность потенциалов, выразим $\text{U}$ из данной формулы:

$2W = C U^2$

$U^2 = \frac{2W}{C}$

$U = \sqrt{\frac{2W}{C}}$

Теперь подставим числовые значения в полученную формулу, предварительно переведя их в систему СИ:

$U = \sqrt{\frac{2 \cdot 2 \cdot 10^{-3} \text{ Дж}}{10^{-7} \text{ Ф}}} = \sqrt{\frac{4 \cdot 10^{-3}}{10^{-7}}} \text{ В} = \sqrt{4 \cdot 10^{4}} \text{ В} = 2 \cdot 10^2 \text{ В} = 200 \text{ В}$

Ответ: разность потенциалов между обкладками конденсатора равна 200 В.