Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 7499
2018-05-14 
Между обкладками плоского конденсатора помещена параллельно им металлическая пластинка, толщина которой составляет $\eta = 0,60$ расстояния между обкладками. Емкость конденсатора в отсутствие пластинки С = 20 нФ. Конденсатор подключен к источнику постоянного напряжения $V = 100 В$. Пластинку медленно извлекли из конденсатора. Найти:
а) приращение энергии конденсатора;
б) механическую работу, затраченную на извлечение пластинки.
Решение:
Когда пластина отсутствует, емкость конденсатора
$C = \frac{ \epsilon_{0}S }{d}$
Когда он присутствует, емкость
$C^{ \prime} = \frac{ \epsilon_{0}S }{d(1 - \eta)} = \frac{C}{1 - \eta}$
(a) Приращение энергии очевидно.
$\Delta U = \frac{1}{2} CV^{2} - \frac{1}{2}C^{ \prime}V^{2} = \frac{C \eta}{2(1 - \eta) } V^{2}$
(б) Заряд на пластине
$q_{нач} = \frac{CV}{1 - eta}$ сначала и $q_{кон} = CV$ в конце.
Заряд $\frac{CV \eta}{1 - \eta}$ пошел на зарядку аккумулятора и $\frac{CV^{2} \eta }{1 - eta}$ энергии пошло от системы в батарею. Энергия конденсатора уменьшилась на половину этой величины. Оставшаяся половина, т.е. $\frac{1}{2} \frac{CV^{2} \eta }{1 - \eta}$ должна быть работой, выполняемой внешними силами при извлечении пластины.
Между обкладками плоского конденсатора помещена параллельно им металлическая пластинка, толщина которой составляет $\eta = 0,60$ расстояния между обкладками. Емкость конденсатора в отсутствие пластинки С = 20 нФ. Конденсатор подключен к источнику постоянного напряжения $V = 100 В$. Пластинку медленно извлекли из конденсатора. Найти:
а) приращение энергии конденсатора;
б) механическую работу, затраченную на извлечение пластинки.
Решение:
Когда пластина отсутствует, емкость конденсатора
$C = \frac{ \epsilon_{0}S }{d}$
Когда он присутствует, емкость
$C^{ \prime} = \frac{ \epsilon_{0}S }{d(1 - \eta)} = \frac{C}{1 - \eta}$
(a) Приращение энергии очевидно.
$\Delta U = \frac{1}{2} CV^{2} - \frac{1}{2}C^{ \prime}V^{2} = \frac{C \eta}{2(1 - \eta) } V^{2}$
(б) Заряд на пластине
$q_{нач} = \frac{CV}{1 - eta}$ сначала и $q_{кон} = CV$ в конце.
Заряд $\frac{CV \eta}{1 - \eta}$ пошел на зарядку аккумулятора и $\frac{CV^{2} \eta }{1 - eta}$ энергии пошло от системы в батарею. Энергия конденсатора уменьшилась на половину этой величины. Оставшаяся половина, т.е. $\frac{1}{2} \frac{CV^{2} \eta }{1 - \eta}$ должна быть работой, выполняемой внешними силами при извлечении пластины.
