Question

В плоском горизонтально расположенном воздушном конденсаторе, расстояние между пластинами которого равно 3,84 мм, находится заряженная частица с зарядом 4,8*10-19 Кл. Для того чтобы частица находилась в равновесии, между пластинами конденсатора нужно приложить разность потенциалов 40 В. Найти массу частицы и заряд на пластинах конденсатора, если площадь одной пластины равна 100 см2.

Answer 1

Q=C*U=e0*S*U/d=8,85*10^-12*100*10^-4*40/3,84*10^-3=9,2*10^-10 Ф=920 пФ
m*g=q*E
E=U/d
m=q*U/g*d=4,8*10^-19*40/10*3,84*10^-3=5*10^-16 кг

Answer 2

Задача

В плоском горизонтально расположенном воздушном конденсаторе, расстояние между пластинами которого равно 3,84 мм, находится заряженная частица с зарядом 4,8 * 10^(-19) Кл. Для того чтобы частица находилась в равновесии, между пластинами конденсатора нужно приложить разность потенциалов 40 В. Найдите массу частицы и заряд на пластинах конденсатора, если площадь одной пластины равна 100 см².

Решение

Для решения этой задачи, мы можем использовать формулу для емкости конденсатора:

C = ε₀ * (S / d)

где: - C - емкость конденсатора, - ε₀ - электрическая постоянная (ε₀ ≈ 8.85 * 10^(-12) Ф/м), - S - площадь одной пластины конденсатора, - d - расстояние между пластинами конденсатора.

Мы также можем использовать формулу для разности потенциалов между пластинами конденсатора:

V = Q / C

где: - V - разность потенциалов, - Q - заряд на пластинах конденсатора.

Из условия задачи, нам дано, что разность потенциалов между пластинами конденсатора равна 40 В. Мы можем использовать эту информацию, чтобы найти заряд на пластинах конденсатора.

Также, мы можем использовать формулу для заряда:

Q = C * V

Теперь, когда у нас есть заряд на пластинах конденсатора, мы можем использовать формулу для массы частицы:

m = Q / e

где: - m - масса частицы, - e - элементарный заряд (e ≈ 1.6 * 10^(-19) Кл).

Расчет

1. Рассчитаем емкость конденсатора:

C = ε₀ * (S / d)

Подставим значения:

C = (8.85 * 10^(-12) Ф/м) * (100 см² / 3.84 мм)

Преобразуем площадь пластины из см² в м²:

C = (8.85 * 10^(-12) Ф/м) * (100 * 10^(-4) м² / 3.84 * 10^(-3) м)

Упростим:

C = (8.85 * 10^(-12) Ф/м) * (100 * 10^(-4) м² / 3.84 * 10^(-3) м) = 2.3 * 10^(-11) Ф

2. Рассчитаем заряд на пластинах конденсатора:

Q = C * V

Подставим значения:

Q = (2.3 * 10^(-11) Ф) * 40 В

Упростим:

Q = (2.3 * 10^(-11) Ф) * 40 В = 9.2 * 10^(-10) Кл

3. Рассчитаем массу частицы:

m = Q / e

Подставим значения:

m = (9.2 * 10^(-10) Кл) / (1.6 * 10^(-19) Кл)

Упростим:

m = (9.2 * 10^(-10) Кл) / (1.6 * 10^(-19) Кл) = 5.75 * 10^9 кг

Ответ

Масса частицы составляет 5.75 * 10^9 кг, а заряд на пластинах конденсатора равен 9.2 * 10^(-10) Кл.