Question

Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено стеклом. Расстояние между пластинами равно d=4 мм. На пластины подано напряжение U=1200 В. Найти: 1) поле в стекле; 2) поверхностную плотность зарядов на пластинах конденсатора

Answer 1

Ответ:

1) Для нахождения поля в стекле воспользуемся формулой для емкости плоского конденсатора:

C = ε0εrS/d

где ε0 - электрическая постоянная, εr - диэлектрическая проницаемость стекла (приблизительно равна 5), S - площадь пластин конденсатора.

Из этой формулы можем выразить поле в стекле:

E = U/d = 1200 В / 4 мм = 300 000 В/м

Теперь, зная поле в стекле и диэлектрическую проницаемость стекла, можем найти плотность зарядов на поверхности стекла.

2) Для нахождения поверхностной плотности зарядов на пластинах конденсатора воспользуемся формулой:

σ = Q/S

где Q - заряд на одной пластине конденсатора, S - площадь одной пластины.

Заряд на одной пластине можно найти из формулы для емкости плоского конденсатора:

C = Q/U

Отсюда:

Q = CU = ε0εrS U/d

И тогда:

σ = ε0εrU/d

Подставляя значения, получаем:

σ = 8,85 * 10^-12 * 5 * 1200 В / 4 мм = 1,11 * 10^-6 Кл/м^2.

Объяснение:

Answer 2

Ответ:

1) Поле в стекле можно найти с помощью закона Ома для конденсатора:

E = U/d,

где E - поле, U - напряжение, d - расстояние между пластинами.

Подставляя значения, получаем:

E = 1200 В / 4 мм = 300000 В/м.

Ответ: поле в стекле равно 300000 В/м.

2) Поверхностная плотность зарядов на пластинах конденсатора связана с полем и диэлектрической проницаемостью стекла следующим соотношением:

σ = ε0 * E,

где σ - поверхностная плотность зарядов, ε0 - электрическая постоянная, E - поле.

Подставляя значения, получаем:

σ = 8,85 * 10^-12 Ф/м * 300000 В/м = 2,655 * 10^-6 Кл/м^2.

Ответ: поверхностная плотность зарядов на пластинах конденсатора равна 2,655 * 10^-6 Кл/м^2.

Answer 3

1) Поле в стекле

Для определения поля в стекле между пластинами плоского конденсатора, можно использовать формулу:

E = U / d

где: - E - поле в стекле, - U - напряжение между пластинами, - d - расстояние между пластинами.

В данном случае, напряжение U равно 1200 В, а расстояние d равно 4 мм (или 0.004 м).

Подставляя значения в формулу, получаем:

E = 1200 В / 0.004 м = 300000 В/м

Таким образом, поле в стекле между пластинами плоского конденсатора равно 300000 В/м.

2) Поверхностная плотность зарядов на пластинах конденсатора

Для определения поверхностной плотности зарядов на пластинах конденсатора, можно использовать формулу:

σ = Q / A

где: - σ - поверхностная плотность зарядов, - Q - заряд на одной пластине, - A - площадь одной пластины.

Заряд на одной пластине можно определить как:

Q = C * U

где: - C - емкость конденсатора, - U - напряжение между пластинами.

Емкость конденсатора можно определить как:

C = ε * A / d

где: - ε - диэлектрическая проницаемость стекла, - A - площадь одной пластины, - d - расстояние между пластинами.

Подставляя значения в формулы, получаем:

C = ε * A / d = ε * (A / d)

Q = C * U = ε * (A / d) * U

Теперь, подставляя значение напряжения U (1200 В) и расстояния d (4 мм), получаем:

Q = ε * (A / 0.004) * 1200

Таким образом, заряд на одной пластине равен ε * (A / 0.004) * 1200.

И, наконец, подставляя значение заряда Q и площади пластины A в формулу для поверхностной плотности зарядов, получаем:

σ = Q / A = (ε * (A / 0.004) * 1200) / A

Упрощая выражение, получаем:

σ = ε * 300000

Таким образом, поверхностная плотность зарядов на пластинах конденсатора равна ε * 300000.

Пожалуйста, обратите внимание, что для точного ответа необходимо знать значение диэлектрической проницаемости стекла (ε). Если у вас есть это значение, пожалуйста, укажите его, чтобы я мог предоставить более точный ответ.