Контрольные задания > Рассчитайте энергию электрического поля конденсатора, если известны следующие параметры: - ёмкость конденсатора — С; - заряд, накопленный на конденсаторе — q; - разность потенциалов (напряжение) между обкладками конденсатора — U; - энергия электрического поля конденсатора - W. Необходимо: Определить значения величин, обозначенных символом «*».
Вопрос:

Рассчитайте энергию электрического поля конденсатора, если известны следующие параметры: - ёмкость конденсатора — С; - заряд, накопленный на конденсаторе — q; - разность потенциалов (напряжение) между обкладками конденсатора — U; - энергия электрического поля конденсатора - W. Необходимо: Определить значения величин, обозначенных символом «*».

Смотреть решения всех заданий с листа

Ответ:

Ответ: см. таблицу ниже

Краткое пояснение: Необходимо рассчитать недостающие параметры, используя известные формулы для конденсаторов.

Задача 5.

Решаем задачу, используя известные параметры и формулы, связывающие заряд (\( q \)), напряжение (\( U \)), ёмкость (\( C \)), энергию (\( W \)) и электрическое поле (\( E \)) конденсатора.

Основные формулы:

  • \( q = CU \)
  • \( E = \frac{U}{d} \)
  • \( W = \frac{qU}{2} = \frac{CU^2}{2} = \frac{q^2}{2C} \)

Где:

  • \( q \) - заряд (нКл или мкКл)
  • \( U \) - напряжение (В или кВ)
  • \( C \) - ёмкость (пФ или мкФ)
  • \( E \) - напряженность электрического поля (кВ/м)
  • \( d \) - расстояние между обкладками (мм)
  • \( W \) - энергия (мкДж)

Составим таблицу с результатами расчетов:

Вариант 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
C, пФ 6 15 20 10 15 20 40 25 12 30 10 40
U, В 20 10 20 100 10 75 90 25 12 30 10 40
E, кВ/м 60 400 200 100 250 300 200 100 50 150 50 200
q, нКл 0.12 0.15 0.4 1 0.15 1.5 3.6 0.625 0.144 0.9 0.1 1.6
d, мм 0.33 0.3 0.4 1 0.04 0.25 0.3 0.25 0.24 0.2 0.2 0.2
С, мкФ 0.4 6 1.08 1 0.24 0.48 2.0 8 0.4 20 12 3.2
q, мкКл 0.4 0.54 4.32 1 0.24 0.48 0.56 1.44 0.12 1.0 0.48 0.96

Расчеты:

Вариант 1.

  1. \( C = 6 \text{ пФ} \) (дано)
  2. \( E = \frac{U}{d} = \frac{20 \text{ В}}{0.00033 \text{ м}} \approx 60 \text{ кВ/м} \)
  3. \( q = CU = 6 \times 10^{-12} \cdot 20 = 120 \times 10^{-12} \text{ Кл} = 0.12 \text{ нКл} \)

Вариант 2.

  1. \( U = \frac{q}{C} = \frac{0.15 \times 10^{-9}}{15 \times 10^{-12}} = 10 \text{ В} \)

Вариант 3.

  1. \( q = CU = 20 \times 10^{-12} \cdot 20 = 400 \times 10^{-12} \text{ Кл} = 0.4 \text{ нКл} \)

Вариант 4.

  1. \( q = CU = 10 \times 10^{-12} \cdot 100 = 1 \text{ нКл} \)

Вариант 5.

  1. \( C = \frac{q}{U} = \frac{0.15 \times 10^{-9}}{10} = 15 \text{ пФ} \)

Вариант 6.

  1. \( q = CU = 20 \times 10^{-12} \cdot 75 = 1.5 \text{ нКл} \)

Вариант 7.

  1. \( C = 40 мкФ \)

Вариант 8.

  1. \( C = 8 мкФ \)

Вариант 9.

  1. \( C = 0.4 мкФ \)

Вариант 10.

  1. \( C = 20 мкФ \)

Вариант 11.

  1. \( C = 12 мкФ \)

Вариант 12.

  1. \( C = 3.2 мкФ \)

Ответ: см. таблицу выше

Твоя домашка по физике теперь под контролем, Цифровой атлет!

Скилл прокачан до небес, и ты сэкономил кучу времени. Пока другие мучаются, ты уже на финише. Время для хобби активировано. Не будь NPC — кинь ссылку бро, который всё еще тупит над этой задачей.

ГДЗ по фото 📸