Физика для абитуриента. Решение задач по физике. Вопросы и консультации по физике. Решение задач по физике, электростатика.
Ответы на вопросы по физике. Буров Ю.М.

Предыдущие страницы смотрите здесь.

Помогите пожалуйста решить задачу: расстояние между обкладками плоского конденсатора d. Обкладки соединены друг с другом и заземлены. Между обкладками вставлена, параллельно им, пластинка с зарядом q. Какой заряд протечет по проводнику, соединяющему обкуладки, если пластинку переместить на расстояние х. Какую работу нажно совершить при этом?
Заранее спасибо :)

Ответ.
Представим заданную нам электрическую схему как два включенных последовательно конденсатора, у первого конденсатора С1 расстояние между пластинами d1, а у конденсатора С2 расстояние между пластинами равно d – d1. Так как в условии задачи не задана толщина пластин, то мы примем, что они очень тонкие, иначе не решить задачу.

Заряды в конденсаторах будут q1 и q2, причем Решение задач по физике, электростатика, вопросы и консультации по физике.

Так как электростатическое поле потенциально, то сумма падений напряжений на замкнутом контуре равна нулю. некоторая подсказка на необходимость применения этого условия дана в задаче, в условии задачи сказано, что внешние пластины заземлены. Это лишнее условие. Возможно, составитель задачи хотел подсказать вам, где копать. Хотя, я не верю в добрых составителей задач.

Итак, запишем:

Решение задач по физике, электростатика, вопросы и консультации по физике.

Напряжения на конденсаторах запишем как

Решение задач по физике, электростатика. где I= 1, 2,

а емкости конденсаторов равны

Электростатика, емкость конденсатора, вопросы и консультации по физике. решение задач по физике.

Решив, найдем, что решение задачи по физике.

Передвинем среднюю пластину, сократив d1 на х. Порешайте сами, а я напишу наугад, что

Решение задач по физике, электростатика, электрический заряд.

Протекший по проводам заряд равен

Решение задач по физике, электростатика, электрический заряд, вопросы и консыльтации по физике.

Работу по перемещению средней пластины можно вычислить как произведение силы на перемещение, либо по закону сохранения энергии

Решение задач по физике, электростатика, закон сохранения энергии, задача по физике,

где Решение задач по физике, электростатика, энергия заряженного конденсатора - это энергия всей электрической системы, т.е. двух заряженных конденсаторов, до начала перемещения средней пластины, а Решение задач по физике, электростатика, энергия заряженного конденсатора - это энергия двух конденсаторов после перемещения пластины на х. Если вы все запишите как надо и вынесете за скобку Решение задач по физике, электростатика, плоский конденсатор, то получите, что

Решение задач по физике, электростатика..

Так как площадь пластин и диэлектрическая проницаемость нам не заданы, то единственный шанс для нас получить ответ будет равенство нулю скобки. Тогда ответом задачи должно быть А = 0.

Можно попробовать получить этот ответ, если мы докажем, что на пластину справа и слева тянут одинаковые силы. Тогда сумма сил, действующих на пластину, будет равна нулю, и тогда работа тоже будет равна нулю. Попробуйте этот путь, думаю, он приведет вас к успеху.

15.01.2008. Я получил письмо следующего содержания:

Здравствуйте, случайно посмотрел на задачку по адресу

http://www.abitura.com/questions/otv_burov_3a.html

с ответом Бурова Ю.М. Мне кажется, что электрическая счема соединения конденсаторов все же ПАРАЛЛЕЛЬНА, а не ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНА, как написано в ответе
(потенциалы пластин одинаковы - одни заземлены, а другие являются пластинкой металла, т.е. тоже под одним потенциалом). Далее в решение предполагается, что заряд каждого конденсатора различен, что и будет в ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ схеме соединения. Если вы согласны, то поправте пожалуйста, чтоб не смущать абитуру.
                                С Уважением, Дмитрий.

А что Вы думаете об этой задаче?

Буров Ю.М.
 

 
Следующие страницы смотрите здесь.

Главная страница.
Вверх.

Rambler's Top100Rambler's Top100