Плоский воздушный конденсатор, электроемкость которого равна 17,7 пФ, заряжают до напряжения 5 В и отключают от источника напряжения. Затем одну пластину начинают медленно удалять от другой. Зависимость расстояния d между пластинами от времени t изображена на рисунке. Электрическая постоянная равна ε0 = 8,85 · 10−12 Ф/м.
[рис.]
На основании заданных параметров и приведенного графика, выберите все верные утверждения.
1. Площадь поперечного сечения пластин конденсатора равна 20 см2.
2. Заряд на обкладках конденсатора уменьшается обратно пропорционально времени.
3. В момент времени t = 25 с электроемкость конденсатора станет равна 11,8 пФ.
4. В момент времени t = 10 с напряженность электрического поля в конденсаторе равна 5 кВ/м.
5. В момент времени t = 20 с напряжение между пластинами конденсатора = 5 В.
[рис.]
На основании заданных параметров и приведенного графика, выберите все верные утверждения.
1. Площадь поперечного сечения пластин конденсатора равна 20 см2.
2. Заряд на обкладках конденсатора уменьшается обратно пропорционально времени.
3. В момент времени t = 25 с электроемкость конденсатора станет равна 11,8 пФ.
4. В момент времени t = 10 с напряженность электрического поля в конденсаторе равна 5 кВ/м.
5. В момент времени t = 20 с напряжение между пластинами конденсатора = 5 В.
💡 Пошаговый разбор и решение:
Емкость плоского конденсатора находится по формуле:
$C= $\frac{эпсилон эпсилон _0 S}{d}$ = сильно S= $\frac{Cd}{эпсилон эпсилон _0}$ = $\frac{17,7 \cdot 10 в степени ( - 12 ) \cdot 0,001}{1 \cdot 8,85 \cdot 10 в степени ( - 12 )}$ =0,002м ^2 =20см ^2$
из чего следует, что утверждение 1 верно.
Поскольку конденсатор отключили от источника тока, то заряд на его обкладках не меняется с течением времени (утверждение 2 неверно) и равен $q=CU=17,7пФ \cdot 5В=88,5 \cdot 10 в степени ( - 12 ) Кл$
В момент времени t = 25 с расстояние между обкладками = $d =1,5мм$ тогда емкость конденсатора равна:
$C= $\frac{эпсилон эпсилон _0 S}{d}$ = $\frac{1 \cdot 8,85 \cdot 10 в степени ( - 12 ) \cdot 2 \cdot 10 в степени ( - 3 )}{1,5 \cdot 10 в степени ( - 3 )}$ =11,8пФ$
а значит, утверждение 3 верно.
Электрическое поле внутри конденсатора может быть найдено по формуле:
$E= $\frac{U}{d}$ = \frac{q}{Cd}$
Емкость конденсатора обратно пропорционально зависит от d, а значит, поле внутри конденсатора, отключенного от источника при изменении расстояния между пластинами не изменяется и = :
$E= $\frac{88,5 \cdot 10 в степени ( - 12 )}{17,7 \cdot 10 в степени ( - 12 ) \cdot 0,001}$ =5кВ/м$
а значит, утверждение 4 верно.
В момент времени t = 20 с расстояние между обкладками = $d =1,4мм$ тогда напряжение между пластинами конденсатора = :
$U=Ed=5кВ/м \cdot 1,4мм = 7В$
а значит, утверждение 5 неверно.
Ответ: 134.
$C= $\frac{эпсилон эпсилон _0 S}{d}$ = сильно S= $\frac{Cd}{эпсилон эпсилон _0}$ = $\frac{17,7 \cdot 10 в степени ( - 12 ) \cdot 0,001}{1 \cdot 8,85 \cdot 10 в степени ( - 12 )}$ =0,002м ^2 =20см ^2$
из чего следует, что утверждение 1 верно.
Поскольку конденсатор отключили от источника тока, то заряд на его обкладках не меняется с течением времени (утверждение 2 неверно) и равен $q=CU=17,7пФ \cdot 5В=88,5 \cdot 10 в степени ( - 12 ) Кл$
В момент времени t = 25 с расстояние между обкладками = $d =1,5мм$ тогда емкость конденсатора равна:
$C= $\frac{эпсилон эпсилон _0 S}{d}$ = $\frac{1 \cdot 8,85 \cdot 10 в степени ( - 12 ) \cdot 2 \cdot 10 в степени ( - 3 )}{1,5 \cdot 10 в степени ( - 3 )}$ =11,8пФ$
а значит, утверждение 3 верно.
Электрическое поле внутри конденсатора может быть найдено по формуле:
$E= $\frac{U}{d}$ = \frac{q}{Cd}$
Емкость конденсатора обратно пропорционально зависит от d, а значит, поле внутри конденсатора, отключенного от источника при изменении расстояния между пластинами не изменяется и = :
$E= $\frac{88,5 \cdot 10 в степени ( - 12 )}{17,7 \cdot 10 в степени ( - 12 ) \cdot 0,001}$ =5кВ/м$
а значит, утверждение 4 верно.
В момент времени t = 20 с расстояние между обкладками = $d =1,4мм$ тогда напряжение между пластинами конденсатора = :
$U=Ed=5кВ/м \cdot 1,4мм = 7В$
а значит, утверждение 5 неверно.
Ответ: 134.
Правильный ответ:
134
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 104625 • Задание №9
[рис.] На рисунке приведён график процесса 1−2−3, проводимого с постоянной массой идеального газа (р — давлен...
ID 107111 • Задание №19
[рис.] На рисунке изображен термометр, с помощью которого измеряют температуру в помещении по шкале Цельсия. Ч...
🔗 Другие задания линии №14 по предмету Физика:
ID 106015
На рис. 1 приведена схема установки, с помощью которой исследовалась зависимость напряжения на ...
ID 106016
[рис.] Конденсатор подключен к источнику тока последовательно с резистором R = 20 кОм (см. ри...
ID 106017
Исследовалась зависимость напряжения на обкладках конденсатора от заряда этого конденсатора. Ре...
ID 106018
На рис. 1 приведена схема установки, с помощью которой исследовалась зависимость напряжения на ...
ID 106019
[рис.] Катушка индуктивности подключена к источнику тока с пренебрежимо малым внутренним сопрот...