Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 4651
2017-10-29 
Плоский конденсатор, ширина обкладок пластин у которого 20 см и расстояние между ними 2 мм, подсоединен к источнику тока с электродвижущей силой 120 в. В пространство между обкладками конденсатора со скоростью 10 см/сек вдвигают стеклянную пластинку с диэлектрической проницаемостью $\epsilon = 6$ (рис.). Определить величину тока, протекающего через гальванометр. Сопротивлением источника тока и гальванометра пренебречь.
Решение:
При движении стеклянной пластинки изменяется емкость конденсатора. Так как потенциал пластин постоянный, то изменение емкости связано с изменением заряда на пластинах конденсатора следующим соотношением:
$\Delta q = U \Delta C$.
Емкость воздушного конденсатора
$C_{1} = \frac{ \epsilon_{0}S}{d}$,
где $\epsilon_{0}$ — диэлектрическая проницаемость вакуума; $S$ — площадь пластин. Емкость конденсатора с диэлектриком
$C_{2} = \frac{ \epsilon \epsilon_{0} S}{d}$.
Изменение емкости конденсатора после полного заполнения пространства между пластинками диэлектриком
$\Delta C = C_{2} - C_{1} = \frac{ \epsilon_{0} ( \epsilon - 1)S}{d}$.
Если длину пластины конденсатора обозначить через $l$, то
$\Delta C = \frac{ \epsilon_{0} ( \epsilon - 1) bl}{d}$.
Изменение емкости конденсатора происходит в течение времени
$\Delta t = \frac{l}{v}$.
Тогда ток, протекающий в цепи,
$I = \frac{ \Delta q}{ \Delta t} = \frac{ \epsilon_{0} ( \epsilon - 1) Ubl}{d} \frac{v}{l} = \frac{ \epsilon_{0} ( \epsilon - 1 ) Ubv}{d}$,
$I = \frac{ 8,85 \cdot 10^{-12} к^{2}/н \cdot м^{2} \cdot 5 \cdot 120 в \cdot 0,2 м \cdot 0,1 м/сек}{2 \cdot 10^{-3} м} \approx 0,53 \cdot 10^{-7} А = 0,53 мА$.
Плоский конденсатор, ширина обкладок пластин у которого 20 см и расстояние между ними 2 мм, подсоединен к источнику тока с электродвижущей силой 120 в. В пространство между обкладками конденсатора со скоростью 10 см/сек вдвигают стеклянную пластинку с диэлектрической проницаемостью $\epsilon = 6$ (рис.). Определить величину тока, протекающего через гальванометр. Сопротивлением источника тока и гальванометра пренебречь.
Решение:
При движении стеклянной пластинки изменяется емкость конденсатора. Так как потенциал пластин постоянный, то изменение емкости связано с изменением заряда на пластинах конденсатора следующим соотношением:
$\Delta q = U \Delta C$.
Емкость воздушного конденсатора
$C_{1} = \frac{ \epsilon_{0}S}{d}$,
где $\epsilon_{0}$ — диэлектрическая проницаемость вакуума; $S$ — площадь пластин. Емкость конденсатора с диэлектриком
$C_{2} = \frac{ \epsilon \epsilon_{0} S}{d}$.
Изменение емкости конденсатора после полного заполнения пространства между пластинками диэлектриком
$\Delta C = C_{2} - C_{1} = \frac{ \epsilon_{0} ( \epsilon - 1)S}{d}$.
Если длину пластины конденсатора обозначить через $l$, то
$\Delta C = \frac{ \epsilon_{0} ( \epsilon - 1) bl}{d}$.
Изменение емкости конденсатора происходит в течение времени
$\Delta t = \frac{l}{v}$.
Тогда ток, протекающий в цепи,
$I = \frac{ \Delta q}{ \Delta t} = \frac{ \epsilon_{0} ( \epsilon - 1) Ubl}{d} \frac{v}{l} = \frac{ \epsilon_{0} ( \epsilon - 1 ) Ubv}{d}$,
$I = \frac{ 8,85 \cdot 10^{-12} к^{2}/н \cdot м^{2} \cdot 5 \cdot 120 в \cdot 0,2 м \cdot 0,1 м/сек}{2 \cdot 10^{-3} м} \approx 0,53 \cdot 10^{-7} А = 0,53 мА$.
