Свойства диэлектриков Электрический момент диполя

Примеры решения задач по физике

Электрическая емкость С последовательно соединенных конденсаторов:

в общем случае  где п - число конденсаторов;

в случае двух конденсаторов

в случае п одинаковых конденсаторов с электроемкостью С1 каждый

C=C1/n.

Электрическая емкость параллельно соединенных конденсаторов:

в общем случае C=C1+C2+...+Cn;

в случае двух конденсаторов C=C1+C2;

в случае п одинаковых конденсаторов с электроемкостью С1 каждый C=nC1.

Примеры решения задач

Пример 1. Определить электрическую емкость С плоского конденсатора с двумя слоями диэлектриков: фарфора толщиной d1=2 мм и эбонита толщиной d2= 1,5 мм, если площадь S пластин равна 100 см2.

Р е ш е н и е. Емкость конденсатора, по определению, C=Q/U , где Q - заряд на пластинах конденсатора; U - разность потенциалов пластин. Заменив в этом равенстве общую разность потенциалов U конденсатора суммой U1+U2 напряжений на слоях диэлектриков, получим

C=Q/(U1+U2). (1)

Приняв во внимание, что Q=σS, U1= Е1di=и U2=E2d2=, равенство (1) можно переписать в виде

 (2)

где σ - поверхностная плотность заряда на пластинах; Е1 и Е2 - напряженности поля в первом и втором слоях диэлектрика соответственно; D - электрическое смещение поля в диэлектриках.

 Умножив числитель и знаменатель равенства (2) на ε0 и учтя, что D=σ, окончательно получим

Ответ: С=98,3пФ

2.3. Небольшое тело А начинает скользить с вершины клина, основание которого l = 2,10 м (рис.2.4). Коэффициент трения между телом и поверхностью клина k = 0,140. При каком значении угла α время соскальзывания будет наименьшим? Чему оно равно?

     Рис. 2.4   Рис.2.5

Ответ:  tg2a = -1/k, a = 490; tмин = 1,0 c.

2.4. На небольшое тело массы m, лежащее на гладкой горизонтальной плоскости, в момент t = 0 начала действовать сила, зависящая от времени по закону F = bt, где b - постоянная. Направление этой силы все время составляет угол  a  с горизонтом (рис. 2.5). Найти: а) скорость тела в момент отрыва от плоскости; б) путь, пройденный телом к этому моменту.

Ответ:  a) v = mg2cosa/2bsin2a;   б) s = m2g3cos/6b2sin3a

2.5. Частица массы m в момент времени t = 0 начинает двигаться под действием силы F = F0sinwt,  где F0, w - постоянные. Найти путь, пройденный частицей, в зависимости от t.

Ответ:


Электрическая емкость решение задач