Номер 10, страница 31, часть 2 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 2. Глава 6. Электрические явления. Параграф 42. Конденсаторы. Энергия электрического поля конденсатора - номер 10, страница 31.

Условие.

10. Заряд конденсатора $q = 5 \text{ мкКл}$, а напряжение между его пластинами $U = 100 \text{ В}$. Определите ёмкость этого конденсатора и энергию созданного в нём электрического поля.

Ответ: ________.

Решение.

Дано:

Заряд конденсатора $q = 5$ мкКл

Напряжение между пластинами $U = 100$ В

Перевод в систему СИ:

$q = 5 \times 10^{-6}$ Кл

Найти:

Ёмкость конденсатора $\text{C}$ - ?

Энергию электрического поля $\text{W}$ - ?

Решение:

Ёмкость этого конденсатора

Электроёмкость конденсатора $\text{C}$ — это физическая величина, равная отношению заряда $\text{q}$ одного из проводников конденсатора к разности потенциалов (напряжению) $\text{U}$ между ними. Для её вычисления используется формула:

$C = \frac{q}{U}$

Подставим числовые значения из условия, используя данные в системе СИ:

$C = \frac{5 \times 10^{-6} \text{ Кл}}{100 \text{ В}} = 0.05 \times 10^{-6} \text{ Ф} = 5 \times 10^{-8} \text{ Ф}$.

Это значение также можно выразить в нанофарадах: $5 \times 10^{-8} \text{ Ф} = 50 \times 10^{-9} \text{ Ф} = 50$ нФ.

Ответ: ёмкость конденсатора равна $5 \times 10^{-8}$ Ф (или 50 нФ).

Энергия созданного в нём электрического поля

Энергия $\text{W}$ электрического поля, запасённая в заряженном конденсаторе, может быть рассчитана по формуле, связывающей заряд $\text{q}$ и напряжение $\text{U}$:

$W = \frac{qU}{2}$

Подставим известные значения в формулу:

$W = \frac{5 \times 10^{-6} \text{ Кл} \times 100 \text{ В}}{2} = \frac{500 \times 10^{-6} \text{ Дж}}{2} = 250 \times 10^{-6} \text{ Дж}$.

Полученное значение можно записать в стандартном виде как $2.5 \times 10^{-4}$ Дж или выразить в микрожоулях: $250$ мкДж.

Ответ: энергия электрического поля равна $2.5 \times 10^{-4}$ Дж (или 250 мкДж).