Внутри плоского конденсатора с площадью пластин S = 400 см2 и расстоянием между ними d = 3 мм находится пластина из диэлектрика (ε = 3), целиком заполняющая пространство между пластинами конденсатора. Какую механическую работу надо затратить на удаление пластины, если конденсатор все время присоединен к батарее с ЭДС, равной U = 400 В? Ответ укажите в мкДж с точностью до целых.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для нахождения механической работы, которую надо затратить на удаление пластины, можно воспользоваться формулой для энергии конденсатора:

W = (1/2) C U^2,

где C - ёмкость конденсатора, которую можно выразить через диэлектрическую проницаемость ε, площадь пластин S и расстояние между пластинами d:

C = (ε ε0 S) / d,

где ε0 - диэлектрическая постоянная.

Подставляем известные значения и находим ёмкость конденсатора:

C = (3 8.85 10^(-12) 400 10^(-4)) / (3 10^(-3)) = 1.06 10^(-9) Ф.

Теперь можем найти механическую работу:

W = (1/2) 1.06 10^(-9) (400)^2 = 8.48 10^(-5) Дж = 84.8 мкДж.

Ответ: 85 мкДж.