Question

Две проводящие пластины площадью S=20 см² каждая расположены на расстоянии d=8 см друг от друга. Между ними на равном расстоянии от каждой из пластин расположена пластинка из слюды (ε=7) толщиной d0=3 см, площадь поверхностей которой равна площади пластин. Пластины подключили к источнику тока с напряжением U=10 кВ и через некоторое время отключили. Определи, какую работу необходимо совершить, чтобы полностью удалить слюдяную пластинку. Массой пластинки пренебречь.

Answer 1

Дано: S = 20 см², d = 8 см, ε = 7, d0 = 3 см, U = 10 кВ.

Найти работу W.

Решение:
1. Найдем емкость системы с пластинами (без слюды):
C = ε₀ * S / d = 8.85 * 10^(-12) * 20 * 10^(-4) / 0.08 = 1.11 * 10^(-11) Ф.

2. Найдем заряд на пластинах (без слюды) при подключении к источнику тока:
Q = C * U = 1.11 * 10^(-11) * 10000 = 1.11 * 10^(-7) Кл.

3. Поскольку пластинки удалены от источника тока, то работа для удаления слюды будет равна работе на расстыковку пластин:
W = Q^2 / (2 * C) = (1.11 * 10^(-7))^2 / (2 * 1.11 * 10^(-11)) = 1.23 мкДж.

Ответ: W = 1.23 мкДж.