Номер 4.27, страница 25 - гдз по физике 9 класс задачник Артеменков, Ломаченков

IV. Электромагнитные колебания - номер 4.27, страница 25.

Условие.

4.27 Определите напряжение на клеммах конденсатора, если на его обкладках был накоплен заряд, эквивалентный суммарному заряду $10^{17}$ электронов, а ёмкость конденсатора составляла $3,2 \mu \text{Ф}$.

Решение.

Дано:

$N = 10^{17}$

$C = 3,2 \text{ мФ}$

Перевод в систему СИ:

$C = 3,2 \cdot 10^{-3} \text{ Ф}$

Справочные данные:

элементарный заряд $e \approx 1,6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}$

Найти:

$U$

Решение:

1. Заряд, накопленный на обкладках конденсатора, равен суммарному заряду электронов. Его можно найти по формуле:

$q = N \cdot e$,

где $N$ – число электронов, а $e$ – элементарный заряд.

Подставим значения и вычислим заряд:

$q = 10^{17} \cdot 1,6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл} = 1,6 \cdot 10^{-2} \text{ Кл}$

2. Электроёмкость конденсатора $C$ связана с зарядом $q$ на его обкладках и напряжением $U$ между ними соотношением:

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

3. Из этой формулы выразим искомое напряжение $U$:

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

4. Подставим числовые значения заряда и ёмкости, выраженные в системе СИ:

$U = \frac{1,6 \cdot 10^{-2} \text{ Кл}}{3,2 \cdot 10^{-3} \text{ Ф}} = 0,5 \cdot 10^{-2 - (-3)} \text{ В} = 0,5 \cdot 10^{1} \text{ В} = 5 \text{ В}$

Ответ: напряжение на клеммах конденсатора составляет 5 В.