Заряженная капелька масла находится в равновесии между горизонтальными обкладками плоского конденсатора. Масса капельки равна 2 мг, расстояние между обкладками конденсатора равно 8 см, напряжение между обкладками равно 80 В. а) Чему равна напряжённость электрического поля в конденсаторе? б) Чему равен заряд капельки? в) С каким ускорением будет двигаться капелька, если её заряд увеличить в 2 раза? Как будет направлено ускорение капельки?
от

1 Ответ

Дано:
Масса капельки m = 2 мг = 2 * 10^(-6) кг,
Расстояние между обкладками конденсатора d = 8 см = 0.08 м,
Напряжение между обкладками U = 80 В.

a) Найдем напряжённость электрического поля в конденсаторе:
E = U / d.

б) Найдем заряд капельки:
Заряд капельки q = m * g / E,
где g - ускорение свободного падения (примем за 9.81 м/с^2).

в) Найдем ускорение движения капельки при увеличении её заряда в 2 раза:
При увеличении заряда в 2 раза, новый заряд капельки будет q' = 2q.
Ускорение капельки можно найти по формуле второго закона Ньютона:
a = E * (q' - q) / m.

Решение:
a) Напряжённость электрического поля в конденсаторе: E = 80 / 0.08 = 1000 В/м.
б) Заряд капельки: q = (2 * 10^(-6) * 9.81) / 1000 = 19.62 * 10^(-9) Кл = 19.62 нКл.

При увеличении заряда капельки в 2 раза, новый заряд q' = 2 * 19.62 = 39.24 нКл.
Ускорение капельки:
a = 1000 * (39.24 - 19.62) / 2 * 10^(-6) = 19.62 * 10^3 м/с^2 = 19.62 км/с^2.

Ответ:
а) Напряжённость электрического поля в конденсаторе равна 1000 В/м.
б) Заряд капельки равен 19.62 нКл.
в) Ускорение капельки при увеличении её заряда в 2 раза равно 19.62 км/с^2 и направлено в сторону увеличения заряда.
от