Номер 12.16, страница 61 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 12. Электрическое поле - номер 12.16, страница 61.

Условие.

12.16. Как взаимодействуют между собой обкладки заряженного конденсатора — притягиваются или отталкиваются?

Решение.

Решение

Обкладки заряженного конденсатора всегда притягиваются друг к другу. Это следует из фундаментального закона электростатики, который гласит, что разноименные заряды притягиваются, а одноименные отталкиваются.

При зарядке конденсатора его обкладки приобретают равные по величине, но противоположные по знаку заряды. Например, одна обкладка заряжается положительно (пусть её заряд $+q$), а другая — отрицательно (её заряд $-q$). Поскольку на обкладках находятся разноименные заряды, между ними возникает сила электростатического притяжения.

Можно рассмотреть этот процесс с точки зрения электрического поля. Каждая обкладка создает свое электрическое поле. Положительно заряженная обкладка находится в поле, созданном отрицательно заряженной обкладкой, и наоборот. Сила, действующая на каждую обкладку, является результатом взаимодействия ее заряда с полем, созданным другой обкладкой.

Для плоского конденсатора, напряженность поля, создаваемого одной из пластин (например, положительной с поверхностной плотностью заряда $\sigma = q/S$), в месте расположения другой пластины равна $E_1 = \frac{\sigma}{2\epsilon_0\epsilon}$. Здесь $\text{S}$ — площадь пластины, $\epsilon_0$ — электрическая постоянная, $\epsilon$ — диэлектрическая проницаемость среды между пластинами.

Тогда сила, действующая на вторую пластину с зарядом $-q$, будет равна $F = |-q|E_1 = qE_1$. Подставив выражение для напряженности, получим модуль силы притяжения:

$F = q \cdot \frac{\sigma}{2\epsilon_0\epsilon} = q \cdot \frac{q}{2S\epsilon_0\epsilon} = \frac{q^2}{2S\epsilon_0\epsilon}$

Эта сила направлена от одной пластины к другой, то есть является силой притяжения.

Ответ: Обкладки заряженного конденсатора притягиваются.