Question

4. Задача на применение понятий об электрическом поле. Нейтральная пылинка массой 10-11 г потеряла 20 электронов. Она находится в равновесии между горизонтальными пластинами конденсатора. Чему равно расстояние между пластинами, если напряжение на конденсаторе равняется 150 В?

Answer 1

Ответ:

4,8 мм

Объяснение:

m=10⁻¹⁴ кг   N=20   e=1.6*10⁻¹⁹ Кл   U=150 B    d=?

===

E=F/q=U/d

F=m*g

q=N*e

d=U*N*e/(m*g)=150*20*1.6*10⁻¹⁹/(10⁻¹⁴*10)=4.8*10⁻³ м

=================================================

Answer 2

Для решения этой задачи нам понадобятся следующие физические формулы:

Емкость конденсатора (C) определяется формулой: C = Q / V, где Q - заряд на пластинах конденсатора, V - напряжение на конденсаторе.

Заряд на пластинах конденсатора (Q) связан с количеством электронов (N) и элементарным зарядом (e) формулой: Q = N * e, где e - заряд электрона (e ≈ 1.6 * 10^(-19) Кл).

Расстояние между пластинами конденсатора (d) связано с емкостью (C) и площадью пластин (A) формулой: C = ε * A / d, где ε - диэлектрическая проницаемость среды, A - площадь пластин конденсатора.

Для простоты расчетов предположим, что площадь пластин конденсатора одинакова и равна A.

Итак, начнем с расчета заряда на пластинах конденсатора: Q = N * e = 20 * (1.6 * 10^(-19)) Кл.

Зная заряд на пластинах конденсатора и напряжение на нем, можем найти его емкость: C = Q / V = (20 * (1.6 * 10^(-19))) Кл / 150 В.

Теперь, используя формулу для емкости конденсатора и расстояния между пластинами, можем выразить расстояние: d = ε * A / C.

Здесь нам необходимо знать диэлектрическую проницаемость среды, в которой находится пылинка. Предположим, что она равна вакуумной диэлектрической проницаемости (ε₀ ≈ 8.85 * 10^(-12) Ф/м).

Подставляя известные значения, получим: d = (8.85 * 10^(-12) Ф/м) * A / [(20 * (1.6 * 10^(-19))) Кл / 150 В].

Поскольку нам не даны данные о площади пластин конденсатора (A), мы не можем точно определить расстояние между пластинами (d). Для решения задачи необходимы дополнительные данные или условия, связанные с площадью пластин конденсатора.