Номер 17, страница 55 - гдз по физике 11 класс самостоятельные и контрольные работы Ерюткин, Ерюткина

Авторы: Ерюткин Е. С., Ерюткина С. Г.
Тип: Самостоятельные и контрольные работы
Серия: классический курс
Издательство: Просвещение
Год издания: 2020 - 2025
Уровень обучения: базовый и углублённый
Цвет обложки: фиолетовый
ISBN: 978-5-09-097-598-8
Популярные ГДЗ в 11 классе
Электростатика. Задачи для повторения - номер 17, страница 55.
№17 (с. 55)
Условие. №17 (с. 55)
скриншот условия

17. Плоский воздушный конденсатор зарядили до разности потенциалов 200 В и отключили от источника напряжения. Каким станет напряжение между пластинами конденсатора, если расстояние между пластинами увеличить в 2 раза?
Решение. №17 (с. 55)
Дано:
Начальное напряжение на конденсаторе: $U_1 = 200$ В
Начальное расстояние между пластинами: $d_1$
Конечное расстояние между пластинами: $d_2 = 2d_1$
Все данные уже в системе СИ.
Найти:
Конечное напряжение на конденсаторе: $U_2$
Решение:
Электроёмкость плоского воздушного конденсатора определяется по формуле:
$C = \frac{\epsilon_0 \epsilon S}{d}$
где $\epsilon_0$ — электрическая постоянная, $\epsilon$ — диэлектрическая проницаемость среды (для воздуха $\epsilon \approx 1$), $S$ — площадь пластин, а $d$ — расстояние между пластинами.
В начальном состоянии ёмкость конденсатора была:
$C_1 = \frac{\epsilon_0 \epsilon S}{d_1}$
Когда расстояние между пластинами увеличили в 2 раза, то есть $d_2 = 2d_1$, новая ёмкость $C_2$ стала:
$C_2 = \frac{\epsilon_0 \epsilon S}{d_2} = \frac{\epsilon_0 \epsilon S}{2d_1} = \frac{1}{2} C_1$
Это означает, что ёмкость конденсатора уменьшилась в 2 раза.
Поскольку конденсатор был заряжен, а затем отключен от источника напряжения, его заряд $q$ остается постоянным (согласно закону сохранения заряда для изолированной системы).
$q_1 = q_2 = q = \text{const}$
Заряд на конденсаторе связан с его ёмкостью и напряжением соотношением:
$q = C \cdot U$
Для начального и конечного состояний можем записать:
$q = C_1 \cdot U_1$
$q = C_2 \cdot U_2$
Приравнивая правые части этих уравнений, получаем:
$C_1 \cdot U_1 = C_2 \cdot U_2$
Отсюда выразим искомое напряжение $U_2$:
$U_2 = U_1 \cdot \frac{C_1}{C_2}$
Подставим найденное соотношение ёмкостей ($C_2 = \frac{1}{2} C_1$, что эквивалентно $\frac{C_1}{C_2} = 2$):
$U_2 = U_1 \cdot 2$
Подставим числовое значение $U_1$:
$U_2 = 200 \text{ В} \cdot 2 = 400 \text{ В}$
Ответ: Напряжение между пластинами конденсатора станет 400 В.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 11 класс, для упражнения номер 17 расположенного на странице 55 к самостоятельным и контрольным работам серии классический курс 2020 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 №17 (с. 55), авторов: Ерюткин (Евгений Сергеевич), Ерюткина (Светлана Григорьевна), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.