Электростатика и постоянный ток. Конденсатор Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено слюдой (ε = 7). Площадь пластин конденсатора составляет 11 см2. Определите поверхностную плотность связанных зарядов на слюде, если пластины конденсатора притягиваются друг к другу с силой 5 мН. ε0 = 8,85·10-12 Ф/м.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала определим емкость конденсатора:

C = ε₀εS/d,

где C - емкость конденсатора, ε₀ - диэлектрическая проницаемость вакуума, ε - диэлектрическая проницаемость среды (в данном случае слюда), S - площадь пластин конденсатора, d - расстояние между пластинами.

Подставляем известные значения:

C = 8,85·10^-12·7·11·10^-4/d = 6,195·10^-15/d.

Теперь определим напряжение между пластинами конденсатора:

U = F*d/q₀,

где U - напряжение конденсатора, F - сила притяжения пластин, q₀ - поверхностная плотность заряда.

Подставляем известные значения:

U = 5·10^-3/q₀.

Так как напряжение между пластинами равно разности потенциалов между ними:

U = q₀/dε,

5·10^-3 = q₀/(11·10^-4·7·8,85·10^-12),

5·10^-3 = 7·q₀/6,195·10^-15,

q₀ = 4,356·10^-12 Кл.

Теперь зная поверхностную плотность заряда q₀ и площадь пластины S, можем найти эту поверхностную плотность:

σ = q₀/S = 4,356·10^-12/11·10^-4 = 39,64 Кл/м2.

Ответ: поверхностная плотность связанных зарядов на слюде равна 39,64 Кл/м2.