Интерактивные задания, страница 49 - гдз по химии 7 класс учебник Оспанова, Аухадиева

Пройдите по ссылке QR-кода и выполните задания.

Задание №1

Дано:

$\Delta\varphi = 200$ В

$q = 5 \cdot 10^{-8}$ Кл

Найти:

$\text{C}$ - ?

Решение:

Электрическая емкость уединенного проводника определяется по формуле: $C = \frac{q}{\Delta\varphi}$ где $\text{q}$ – заряд, сообщенный проводнику, а $\Delta\varphi$ – изменение его потенциала.

Подставим числовые значения в формулу: $C = \frac{5 \cdot 10^{-8} \text{ Кл}}{200 \text{ В}} = \frac{5 \cdot 10^{-8}}{2 \cdot 10^2} \text{ Ф} = 2.5 \cdot 10^{-10}$ Ф.

Переведем полученное значение в нанофарады (нФ), так как такой вариант есть в ответах. $1 \text{ нФ} = 10^{-9} \text{ Ф}$ $C = 2.5 \cdot 10^{-10} \text{ Ф} = 0.25 \cdot 10^{-9} \text{ Ф} = 0.25 \text{ нФ}$.

Ответ: 0,25 нФ.

Задание №2

Дано:

$C = 200$ пФ

$U = 100$ В

В системе СИ:

$C = 200 \cdot 10^{-12} \text{ Ф} = 2 \cdot 10^{-10}$ Ф

Найти:

$\text{q}$ - ?

Решение:

Заряд конденсатора связан с его емкостью и напряжением на нем формулой: $q = C \cdot U$.

Подставим значения в СИ: $q = (2 \cdot 10^{-10} \text{ Ф}) \cdot (100 \text{ В}) = 2 \cdot 10^{-10} \cdot 10^2 \text{ Кл} = 2 \cdot 10^{-8}$ Кл.

Переведем полученное значение в нанокулоны (нКл), чтобы сравнить с вариантами ответа. $1 \text{ нКл} = 10^{-9} \text{ Кл}$ $q = 2 \cdot 10^{-8} \text{ Кл} = 20 \cdot 10^{-9} \text{ Кл} = 20$ нКл.

Ответ: 20 нКл.

Задание №3

Решение:

Плоский конденсатор заряжен и отключен от источника. Это означает, что заряд $\text{q}$ на его пластинах остается постоянным ($q = \text{const}$).

Емкость плоского воздушного конденсатора определяется формулой $C = \frac{\varepsilon_0 S}{d}$, где $\varepsilon_0$ — электрическая постоянная, $\text{S}$ — площадь пластин, $\text{d}$ — расстояние между ними. При увеличении расстояния $\text{d}$ в 2 раза ($d_2 = 2d_1$), новая емкость $C_2$ будет равна: $C_2 = \frac{\varepsilon_0 S}{d_2} = \frac{\varepsilon_0 S}{2d_1} = \frac{1}{2} C_1$. Таким образом, емкость конденсатора уменьшится в 2 раза.

Энергия электрического поля конденсатора, когда заряд на нем постоянен, удобнее всего выражается формулой: $W = \frac{q^2}{2C}$.

Начальная энергия $W_1 = \frac{q^2}{2C_1}$. Конечная энергия $W_2 = \frac{q^2}{2C_2}$. Найдем отношение конечной энергии к начальной: $\frac{W_2}{W_1} = \frac{q^2 / (2C_2)}{q^2 / (2C_1)} = \frac{C_1}{C_2}$.

Подставим соотношение емкостей $C_2 = \frac{1}{2} C_1$: $\frac{W_2}{W_1} = \frac{C_1}{(1/2)C_1} = 2$. Следовательно, $W_2 = 2W_1$. Энергия электрического поля внутри конденсатора увеличится в 2 раза.

Ответ: увеличится в 2 раза.

Задание №4

Решение:

Необходимо установить соответствие между физическими величинами и их единицами измерения в системе СИ.

1. Электрический заряд ($\text{q}$) измеряется в Кулонах (Кл). Соответствует варианту Б.

2. Электроемкость ($\text{C}$) измеряется в Фарадах (Ф). Соответствует варианту В.

3. Напряжение ($\text{U}$) или разность потенциалов измеряется в Вольтах (В). Соответствует варианту А.

Ответ: 1-Б, 2-В, 3-А.

Задание №5

Решение:

Необходимо установить соответствие между видом соединения конденсаторов и формулой для расчета общей емкости.

1. При последовательном соединении конденсаторов складываются обратные величины их емкостей. Общая емкость $C_{общ}$ находится из соотношения: $\frac{1}{C_{общ}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + ... + \frac{1}{C_n}$. Это соответствует формуле Б.

2. При параллельном соединении конденсаторов их общая емкость равна сумме емкостей отдельных конденсаторов: $C_{общ} = C_1 + C_2 + ... + C_n$. Это соответствует формуле А.

Ответ: 1-Б, 2-А.

Задание №6

Дано:

Схема соединения трех конденсаторов.

$C_1 = C_2 = C_3 = 2$ мкФ

Найти:

$C_{общ}$ - ?

Решение:

На схеме конденсаторы $C_1$ и $C_2$ соединены последовательно. Их общую емкость $C_{12}$ можно найти по формуле для последовательного соединения: $\frac{1}{C_{12}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2}$.

Подставим значения: $\frac{1}{C_{12}} = \frac{1}{2 \text{ мкФ}} + \frac{1}{2 \text{ мкФ}} = \frac{2}{2 \text{ мкФ}} = 1 \text{ мкФ}^{-1}$. Отсюда, $C_{12} = 1$ мкФ.

Далее, группа конденсаторов $C_{12}$ соединена параллельно с конденсатором $C_3$. Общая емкость батареи $C_{общ}$ при параллельном соединении равна сумме емкостей: $C_{общ} = C_{12} + C_3$.

Подставим значения: $C_{общ} = 1 \text{ мкФ} + 2 \text{ мкФ} = 3$ мкФ.

Ответ: 3 мкФ.