Рассмотренные ниже варианты решения характерны для условий задания всех вариантов.
Потенциальная энергия системы зарядов
равна сумме энергий взаимодействия
зарядов попарно:
Если
,
то
Следовательно,
2) Здесь возможны два варианта расположения
зарядов: а)
.
В данном случае
б)
,
при этом
Плоский конденсатор с площадью пластины
заполненный диэлектриком с диэлектрической
проницаемостью
и расстоянием между пластинами
заряжен
до напряжения
.
Определите: заряд -
,
электроемкость-
,
напряженность электрического поля -
,
энергию электрического поля -
конденсатора.
Вар. |
S, см2 |
ε |
d,см |
U,В |
1 |
100 |
1 |
2 |
100 |
2 |
100 |
1 |
4 |
200 |
3 |
100 |
2 |
4 |
200 |
4 |
500 |
1 |
5 |
200 |
5 |
300 |
1 |
3 |
100 |
6 |
200 |
7 |
2 |
100 |
7 |
300 |
7 |
3 |
100 |
8 |
400 |
1 |
4 |
200 |
9 |
100 |
2 |
1 |
100 |
10 |
200 |
1 |
2 |
100 |
11 |
100 |
2 |
2 |
100 |
12 |
400 |
1 |
4 |
100 |
13 |
200 |
2 |
2 |
200 |
14 |
200 |
7 |
4 |
200 |
15 |
400 |
2 |
4 |
100 |
16 |
300 |
2 |
3 |
200 |
17 |
100 |
2 |
4 |
200 |
18 |
400 |
2 |
4 |
200 |
19 |
100 |
2 |
4 |
100 |
20 |
100 |
7 |
2 |
100 |
Вар. |
S, см2 |
ε |
d,см |
U,В |
21 |
300 |
2 |
3 |
100 |
22 |
300 |
2 |
3 |
200 |
23 |
500 |
2 |
5 |
100 |
24 |
200 |
1 |
4 |
100 |
25 |
300 |
1 |
3 |
100 |
Для всех случаев:
или
Плоский конденсатор с площадью пластины заполненный диэлектриком с диэлектрической проницаемостью и расстоянием между пластинами зарядили до напряжения и отключили от источника питания. Определите: изменение заряда- Δq, электроемкости- ΔС, напряженности электрического поля- ΔE, энергии электрического поля- ΔW конденсатора, если расстояние между пластинами- d изменили в n раз.
Вар. |
S, см2 |
ε |
d,см |
U,В |
n |
1 |
100 |
1 |
2 |
100 |
2 |
2 |
100 |
1 |
4 |
200 |
4 |
3 |
100 |
2 |
4 |
200 |
1/2 |
4 |
500 |
1 |
5 |
200 |
1/7 |
5 |
300 |
1 |
3 |
100 |
5 |
6 |
200 |
7 |
2 |
100 |
3 |
7 |
300 |
7 |
3 |
100 |
2 |
8 |
400 |
1 |
4 |
200 |
1/4 |
9 |
100 |
2 |
1 |
100 |
4 |
10 |
200 |
1 |
2 |
100 |
2 |
11 |
100 |
2 |
2 |
100 |
2 |
12 |
400 |
1 |
4 |
100 |
1/4 |
13 |
200 |
2 |
2 |
200 |
6 |
14 |
200 |
7 |
4 |
200 |
3 |
15 |
400 |
2 |
4 |
100 |
1/2 |
16 |
300 |
2 |
3 |
200 |
5 |
17 |
100 |
2 |
4 |
200 |
1/3 |
18 |
400 |
2 |
4 |
200 |
1/4 |
19 |
100 |
2 |
4 |
100 |
3 |
20 |
100 |
7 |
2 |
100 |
2 |
21 |
300 |
2 |
3 |
100 |
2 |
В |
S, см2 |
ε |
d,см |
U,В |
n |
22 |
300 |
2 |
3 |
200 |
3 |
23 |
500 |
2 |
5 |
100 |
1/6 |
24 |
200 |
1 |
4 |
100 |
4 |
25 |
300 |
1 |
3 |
100 |
2 |
ΔW, ΔE, ΔC, Δq, ΔU для конденсатора, отключенного от источника питания:
На систему конденсаторов (см. рис.)
емкости которых
,
,
известны, подано напряжение U.
Определите заряды и напряжения на
конденсаторах.
Рис. 24
Вар. |
С1,мкФ |
С2,мкФ |
С3,мкФ |
U, В |
1 |
4 |
8 |
4 |
200 |
2 |
4 |
4 |
8 |
100 |
3 |
4 |
2 |
2 |
100 |
4 |
12 |
12 |
12 |
100 |
5 |
9 |
9 |
9 |
200 |
6 |
3 |
5 |
4 |
200 |
7 |
5 |
2,5 |
2,5 |
200 |
8 |
4 |
8 |
4 |
100 |
9 |
2 |
4 |
4 |
200 |
10 |
6 |
3 |
3 |
200 |
11 |
3 |
5 |
4 |
100 |
12 |
5 |
2,5 |
2,5 |
100 |
13 |
12 |
6 |
3 |
100 |
14 |
6 |
3 |
3 |
100 |
15 |
4 |
2 |
2 |
200 |
16 |
3 |
4 |
5 |
100 |
17 |
9 |
9 |
9 |
100 |
18 |
12 |
12 |
12 |
200 |
19 |
4 |
4 |
8 |
200 |
20 |
3 |
4 |
5 |
200 |