Дано:
C = 0,02 мкФ = 0,02 * 10^-6 Ф
E = 320 В/см = 320 * 10^2 В/м
d = 0,5 см = 0,5 * 10^-2 м
Увеличение зазора: d' = 2 * 0,5 * 10^-2 м = 1 * 10^-1 м
Найти:
Q - заряд плоского конденсатора
U₁, U₂ - напряжение на пластинах конденсатора до и после увеличения зазора
W₁, W₂ - энергия конденсатора до и после увеличения зазора
Решение:
1. Определим заряд плоского конденсатора:
Q = C * U, где U - напряжение на пластинах конденсатора.
Известно, что емкость C = ε₀ * S / d, где S - площадь пластин, ε₀ - электрическая постоянная.
Учитывая, что E = U/d, тогда U = E * d. Подставим значения:
Q = C * E * d
Q = 0,02 * 10^-6 * 320 * 10^2 * 0,5 * 10^-2 = 0,32 мкКл
2. Найдем напряжение на пластинах конденсатора до увеличения зазора:
U₁ = E * d = 320 * 10^2 * 0,5 * 10^-2 = 160 В
3. Найдем напряжение на пластинах конденсатора после увеличения зазора:
U₂ = E * d' = 320 * 10^2 * 1 * 10^-1 = 320 В
4. Найдем энергию конденсатора до увеличения зазора:
W₁ = 0,5 * C * U₁^2 = 0,5 * 0,02 * 10^-6 * 160^2 = 0,51 * 10^-3 Дж
5. Найдем энергию конденсатора после увеличения зазора:
W₂ = 0,5 * C * U₂^2 = 0,5 * 0,02 * 10^-6 * 320^2 = 1,024 * 10^-3 Дж
Ответ:
1. Заряд плоского конденсатора Q = 0,32 мкКл
2. Напряжение на пластинах конденсатора до увеличения зазора U₁ = 160 В
3. Напряжение на пластинах конденсатора после увеличения зазора U₂ = 320 В
4. Энергия конденсатора до увеличения зазора W₁ = 0,51 мДж
5. Энергия конденсатора после увеличения зазора W₂ = 1,024 мДж