Плоский воздушный конденсатор емкостью с заряжен зарядом

Емкость плоского воздушного конденсатора равна С, напряжение между его обкладками U, расстояние между обкладками d. Чему равны заряд конденсатора и модуль напряженности электрического поля между его обкладками? Установите соответствие между физическими величинами и выражениями для них.

А) Заряд конденсатора

Б) Модуль напряжённости поля

Заряд конденсатора связан с его емкостью и напряжением между его обкладками соотношением (А — 3). Электрическое поле внутри плоского воздушного конденсатора однородное, и модуль его напряженности связан с напряжением на конденсаторе и расстоянием между пластинами соотношением (Б — 4).

Источник

Плоский воздушный конденсатор емкостью с заряжен зарядом

Для того чтобы увеличить электрическую ёмкость плоского воздушного конденсатора, нужно

1) уменьшить расстояние между его пластинами

2) увеличить площадь пластин

3) заполнить пространство между пластинами диэлектриком

4) проделать любую из перечисленных выше операций

Емкость плоского конденсатора определяется соотношением (для воздушного конденсатора диэлектрическая проницаемость приблизительно равна 1). Таким образом, ёмкость плоского воздушного конденсатора можно увеличить, и уменьшая расстояние d между его пластинами, и увеличивая площадь пластин S, и заполняя пространство между пластинами диэлектриком с диэлектрической проницаемостью Следовательно, верно утверждение 4.

Заряд плоского воздушного конденсатора равен 25 мкКл. Площадь пластин 1 см 2 , расстояние между ними 2 мм. Установите соответствие между физическими величинами и их значениями в СИ. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца.

А) Энергия электрического поля конденсатора

Б) Ёмкость конденсатора

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

Емкость плоского воздушного конденсатора может быть найдена по формуле:

Энергия электрического поля внутри плоского конденсатора пропорциональна квадрату заряда его обкладок и обратно пропорциональна ёмкости конденсатора:

Плоский воздушный конденсатор имеет емкость C. Как изменится его емкость, если расстояние между его пластинами уменьшить в 3 раза?

1) увеличится в 3 раза

2) уменьшится в 3 раза

3) увеличится в 9 раз

4) уменьшится в 9 раз

Емкость плоского воздушного конденсатора обратно пропорциональна расстоянию d между пластинами: Уменьшения расстояния между пластинами в 3 раза приведет к увеличению емкости в 3 раза.

Как изменится емкость плоского воздушного конденсатора, если площадь обкладок уменьшить в 2 раза, а расстояние между ними увеличить в 2 раза?

1) увеличится в 2 раза

2) уменьшится в 2 раза

4) уменьшится в 4 раза

Емкость плоского воздушного конденсатора прямо пропорциональна площади обкладок и обратно пропорциональна расстоянию d между пластинами: Уменьшение площади обкладок в 2 раза и увеличение расстояния между пластинами в 2 раза приведет к уменьшению емкости в 4 раза.

Как изменится емкость плоского воздушного конденсатора, если расстояние между его обкладками увеличить в 2 раза?

1) увеличится в 2 раза

2) уменьшится в 2 раза

3) увеличится в 4 раза

4) уменьшится в 4 раза

Емкость плоского воздушного конденсатора обратно пропорциональна расстоянию d между пластинами: Увеличение расстояния между пластинами в 2 раза приведет к уменьшению емкости в 2 раза.

как так расстояние уменьшилось в 2 раза значит ёмкость должна была увеличится ведь d/2 2 переходит в числитель и умножается с ES?!

Если яблоко поделить на двоих, Вам достанется меньше.

Как изменится емкость плоского воздушного конденсатора, если расстояние между его пластинами уменьшить в 2 раза?

1) увеличится в 4 раза

2) увеличится в 2 раза

3) уменьшится в 2 раза

4) уменьшится в 4 раза

Емкость плоского воздушного конденсатора обратно пропорциональна расстоянию d между пластинами: Уменьшение расстояния между пластинами в 2 раза приведет к увеличению емкости в 2 раза.

А) Заряд конденсатора

Б) Модуль напряжённости поля

Плоский воздушный конденсатор подключён к аккумулятору. Не отключая конденсатор от аккумулятора, уменьшили расстояние между пластинами конденсатора. Как изменятся при этом ёмкость конденсатора и величина заряда на его обкладках?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

конденсатора Величина заряда

конденсатора

Ёмкость плоского воздушного конденсатора рассчитывается по формуле: следовательно, при уменьшении расстояния между пластинами конденсатора увеличивается его ёмкость. Конденсатор не отключают от аккумулятора, значит, напряжение на конденсаторе сохраняется. Заряд накапливающийся на конденсаторе можно рассчитать по формуле: значит, при увеличении ёмкости заряд на конденсаторе возрастёт.

Входной контур коротковолнового радиоприёмника был настроен на частоту, соответствующую длине волны После того как контур перестроили, изменив положение ферромагнитного сердечника внутри катушки индуктивности контура и сдвинув пластины его плоского воздушного конденсатора до вдвое меньшего расстояния между ними, резонансная частота контура стала равной Как и во сколько раз n изменилась при этом индуктивность катушки контура?

Длина волны и частота электромагнитной волны связаны соотношением а частота определяется через период колебаний в контуре формулой Томсона: Поэтому и

Согласно формуле для ёмкости плоского воздушного конденсатора где S — площадь пластин, а d — расстояние между ними. При уменьшении этого расстояния в два раза ёмкость конденсатора возрастает в два раза: C₂ = 2C₁.

Из написанных уравнений получаем: т. е. индуктивность катушки увеличилась.

Ответ: увеличилась в n ≈ 1,76 раз.

Плоский воздушный конденсатор с диэлектриком между пластинами подключён к аккумулятору. Не отключая конденсатор от аккумулятора, диэлектрик удаляют из конденсатора. Как изменятся при этом ёмкость конденсатора и разность потенциалов между его обкладками?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины.

Цифры в ответе могут повторяться.

Ёмкость конденсатора

Разность потенциалов между
обкладками конденсатора

Ёмкость плоского воздушного конденсатора рассчитывается по формуле: следовательно, при удалении диэлектрика уменьшится диэлектрическая постоянная а значит ёмкость уменьшается. Конденсатор не отключают от аккумулятора, значит, разность потенциалов между обкладками конденсатора сохраняется.

Плоский воздушный конденсатор зарядили до некоторого напряжения и отключили от батареи. Затем расстояние между пластинами конденсатора уменьшили. Определите, как в результате этого изменились электроёмкость конденсатора и напряжённость электрического поля в конденсаторе.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

3) не изменилась.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Электроёмкость конденсатора

Напряжённость электрического поля в конденсаторе

Ёмкость плоского конденсатора увеличивается при уменьшении расстояния между пластинами.

Напряжённость электрического поля в плоском конденсаторе не зависит от расстояния между пластинами.

Плоский воздушный конденсатор зарядили до некоторого напряжения. Затем, не отключая конденсатор от батареи, расстояние между пластинами конденсатора увеличили. Определите, как в результате этого изменились электроёмкость конденсатора и напряжённость электрического поля в конденсаторе.

3) не изменилась.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Электроёмкость конденсатора

Напряжённость электрического поля в конденсаторе

Ёмкость плоского конденсатора уменьшается при увеличении расстояния между пластинами.

Напряжённость электрического поля в плоском конденсаторе уменьшается при увеличении расстояния между пластинами.

Аналоги к заданию № 12866: 12910 Все

Обкладки плоского воздушного конденсатора изготовлены из двух тонких квадратных металлических пластин со стороной a (на рисунке показан вид сбоку). Расстояние между обкладками d

В соответствии с формулой для ёмкости параллельно соединенных конденсаторов, ёмкость рассматриваемого конденсатора в данный момент равна

3. Заряд конденсатора в данный момент равен

Поскольку пластина движется равномерно, то x = Vt и

Следовательно, сила тока, текущего через источник, равна

Этот постоянный ток источника заряжает конденсатор, поскольку его ёмкость возрастает при вдвигании пластины в пространство между обкладками.

4. Полученный результат справедлив при

В момент времени пластина займет всё пространство между обкладками конденсатора, после чего начнёт выходить наружу. Из соображений симметрии ясно, что при

через источник будет протекать точно такой же по модулю, но противоположный по знаку ток −I₀, поскольку ёмкость, а значит, и заряд конденсатора будут уменьшаться.

5. График зависимости силы электрического тока I, протекающего через источник напряжения, от времени t изображён на рисунке. Отметим, что в рамках рассматриваемой модели в определённые моменты времени сила тока изменяется скачкообразно: в момент t = 0 — от 0 до I₀; в момент от I₀ до −I₀; в момент — от –I₀ до 0.

Плоский воздушный конденсатор подключен к источнику постоянного тока. Как изменится заряд на обкладке конденсатора, если пространство между ними заполнить диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ?

2) увеличится в 2 раза

3) уменьшится в 2 раза

4) увеличится в 4 раза

Заряд на обкладке конденсатора связан с электроемкостью и напряжением на нем соотношением Емкость плоского конденсатора пропорциональна диэлектрической проницаемости диэлектрика, заполняющего пространство между его пластинами: Можно считать, что диэлектрическая проницаемость воздуха равна 1. Таким образом, если пространство между обкладками заполнить диэлектриком с диэлектрической проницаемостью заряд на обкладках увеличится в 2 раза.

Обкладки плоского воздушного конденсатора подсоединили к полюсам источника тока, а затем отсоединили от него. Что произойдет с зарядом на обкладках конденсатора, электроемкостью конденсатора и разностью потенциалов между его обкладками, если между обкладками вставить пластину из органического стекла? Краевыми эффектами пренебречь, считая обкладки бесконечно длинными. Диэлектрическая проницаемость воздуха равна 1, диэлектрическая проницаемость органического стекла равна 5.

А) Заряд конденсатора

Б) Электроемкость конденсатора

В) Разность потенциалов между обкладками

Поскольку конденсатор отключен от источника, при введении между его обкладками пластины из органического стекла заряд конденсатора никак не изменяется (А — 3). Электроемкость плоского конденсатора прямо пропорциональна величине диэлектрической проницаемости диэлектрика, находящегося между обкладками: Следовательно, добавление пластины из оргстекла приводит к увеличению его электроемкости (Б — 1). Наконец, напряжение на обкладках связано с зарядом конденсатора и его емкостью соотношением Таким образом, напряжение уменьшается (В — 2).

Пластины плоского воздушного конденсатора площадью S несут заряды +q и -q . Расстояние между пластинами d. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А) Напряженность поля между пластинами конденсатора

Б) Энергия, запасенная в конденсаторе

Емкость плоского конденсатора определяется соотношением Напряжение между пластинами конденсатора связано с его емкостью и зарядом на обкладках формулой Наконец, напряженность поля между пластинами конденсатора дается выражением Таким образом, для описания напряженности поля между пластинами конденсатора подходит первая формула (А — 1).

Энергию, запасенную в конденсаторе, можно выразить следующим образом: Следовательно, подходит последняя формула (Б — 4).

Два плоских воздушных конденсатора подключены к одинаковым источникам постоянного напряжения и одинаковым лампам, как показано на рисунках а и б.

Конденсаторы имеют одинаковую площадь пластин, но различаются расстоянием между пластинами. В некоторый момент времени ключи К в обеих схемах переводят из положения 1 в положение 2. Опираясь на законы электродинамики, объясните, в каком из приведённых опытов при переключении ключа лампа вспыхнет ярче. Сопротивлением соединяющих проводов пренебречь.

При переводе ключа из положения 1 в положение 2 конденсатор очень быстро разрядится через лампу. Яркость вспышки лампы зависит от величины тока протекающей через неё. Следовательно, чем больший заряд накопится в конденсаторе, тем ярче будет вспышка. Заряд на конденсаторе Следовательно, чем больше ёмкость, тем больше заряд на конденсаторе. Ёмкость плоского конденсатора рассчитывается по формуле где S — площадь пластин конденсатора, а d — расстояние между пластинами. Значит, ёмкость конденсатора а больше ёмкости конденсатора б. В силу того, что оба конденсатора заряжаются от одинаковых источников постоянного напряжения, заряд, накопленный на конденсаторе а, будет больше заряда, накопленного на конденсаторе б. Следовательно, и вспышка лампы для системы а будет ярче.

Пластины конденсаторов имеют разную площадь, но расстояние между пластинами в конденсаторах одинаковое (см. рис.). В некоторый момент времени ключи К в обеих схемах переводят из положения 1 в положение 2. Опираясь на законы электродинамики, объясните, в каком из приведённых опытов при переключении ключа лампа вспыхнет ярче. Сопротивлением соединяющих проводов пренебречь.

Обе лампы будут вспыхивать одинаково, а вот гореть они будут разное время.

Если соединяющие провода одинаковы, а заряд, накопленный на конденсаторах разный, то разрядка конденсатора будет дольше там, где заряда накопилось больше (=> где ёмкость конденсатора больше).

Разберёмся чуть подробнее. Насколько я помню, в курсе школьной физики не затрагивается скорость изменения заряда на конденсаторе. Но для нашего рассмотрения она нам понадобится. Для данного случая закон разрядки конденсатора таков: откуда, находя производную, можно узнать величину тока через лампочку Видим, что в начальный момент времени ток через лампочку будет одинаков в обоих случаях, но, там где ёмкость конденсатора меньше, ток будет спадать быстрее. Яркость горения лампочки зависит от её мощности откуда получаем, что для системы а лампа вспыхнет ярче.

В объяснении Сергея последний шаг непонятен: если токи в начальный момент одинаковы и сопротивления, по условию, одинаковы, то мощности также одинаковы. Просто, как правильно пишет гость, лампа будет гореть дольше от конденсатора большей емкости.

В приведенном официальном решении не обоснован переход от тока к заряду. Важно, не где протечет больший заряд, а какими будут токи. Для понимание этого вовсе не нужно знать закон изменения заряда на конденсаторе. Просто в начальный момент времени (момент переключения) оба конденсатора заряжены до одинаковых напряжений, равных ЭДС батареи. Поэтому начальные токи будут одинаковы и, следовательно, одинаковы начальные мощности, выделяющиеся в лампочках.

Однако в этом рассуждении мы пренебрегаем ЭДС индукции в цепи конденсатор-лампочка. В действительности же ток в цепи не может скачком вырасти от нуля до конечного значения, так как ЭДС индукции при этом обратилась бы в бесконечность. В условии об этом ничего не сказано, но логично предположить, что индуктивности L нижних петель обеих схем одинаковы. Тогда пиковую мощность можно оценить как отношение энергии, запасенной в конденсаторе (), к периоду собственных колебаний контура (). Получаем, что мощность пропорциональна корню из емкости, т. е. больше для верхней схемы.

Очень справедливое замечание. Пренебрегать индуктивностью контура в данной задачи, по-видимому, не совсем корректно. Чтобы построить последовательную модель, необходимо как-то регуляризовать поведение тока в начальный момент. Самый логичным шагом в данном случае является добавка индуктивности. Оценка, предложенная выше, качественно описывает ситуацию. Можно провести количественные расчеты и убедиться в ее справедливости. Другое дело, что данная задача, по всей видимости, выходит за рамки школьной программы. Так что предлагать ее в качестве задания на выпускном экзамене неправильно.

Источник