Номер 12.17, страница 61 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 12. Электрическое поле - номер 12.17, страница 61.

Условие.

12.17. Как можно убедиться, что электрическое поле в заряженном конденсаторе обладает энергией?

Решение.

Чтобы убедиться, что электрическое поле в заряженном конденсаторе обладает энергией, нужно показать, что эта энергия может совершить работу или преобразоваться в другие виды энергии. Для этого можно провести простой эксперимент.

Сначала необходимо зарядить конденсатор от источника постоянного тока (например, батарейки). В процессе зарядки источник совершает работу по перемещению зарядов, создавая между обкладками конденсатора электрическое поле. Эта работа запасается в виде потенциальной энергии электрического поля.

Затем, отключив конденсатор от источника, нужно подключить его к потребителю энергии, например, к небольшой лампочке. В момент подключения лампочка на короткое время вспыхнет. Эта вспышка (световая энергия) и сопутствующее выделение тепла (тепловая энергия) являются результатом работы, которую совершил ток при разрядке конденсатора.

Наблюдаемое явление доказывает, что в заряженном конденсаторе была запасена энергия, которая при разрядке была высвобождена и преобразована в другие формы. Следовательно, электрическое поле конденсатора обладает энергией. Величина этой энергии $\text{W}$ вычисляется по формулам: $W = \frac{C U^2}{2} = \frac{q^2}{2C} = \frac{qU}{2}$, где $\text{C}$ — ёмкость конденсатора, $\text{U}$ — напряжение между обкладками, $\text{q}$ — заряд на обкладках.

Ответ: Нужно зарядить конденсатор, а затем разрядить его на какой-либо потребитель, например, на электрическую лампочку. Если лампочка вспыхнет, это будет прямым доказательством того, что электрическое поле конденсатора обладало энергией, которая преобразовалась в световую и тепловую.