Заряд вносят в плоский конденсатор
2/10На большом расстоянии от заряженного до напряжения \(U=100\text{ В}\) плоского конденсатора находится шарик, заряд которого \(q=1\text{ нКл}\). Обкладки конденсатора — пластины, размеры которых во много раз больше расстояния \(d\) между обкладками. Заряженный шарик медленно перемещают из «бесконечности» в конденсатор и располагают в точке, находящейся на расстоянии \(\dfrac{d}{10}\) от положительно заряженной обкладки.
Какую наименьшую работу следует совершить на таком перемещении? Считайте, что электростатическое поле в пространстве между обкладками, созданное равными по модулю и противоположными по знаку зарядами обкладок, является однородным и не изменяется в процессе перемещения заряда. Ответ приведите в \(\text{нДж}\) с округлением до целого числа.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаСначала переместите шарик в серединную плоскость конденсатора: на этом участке работы нет. Дальше сравните потенциалы точки и серединной плоскости.
Ответ\(A=qU\left(\dfrac12-\dfrac1{10}\right)=1\cdot10^{-9}\cdot100\cdot0{,}4=40\text{ нДж}\).
РешениеНа большом расстоянии перемещаем заряд до серединной плоскости конденсатора. Далее по этой плоскости перемещаем заряд в конденсатор — на этом перемещении работа нулевая. Затем работа при перемещении до точки на расстоянии \(d/n\) от положительной обкладки \[A_{\min}=QE\left(\frac d2-\frac dn\right)=QU\left(\frac12-\frac1n\right),\] при \(n=10\) получаем \(A_{\min}=40\text{ нДж}\).
Похожие задачи
- Потенциал кольца «Шаг в будущее» 2015/16, 11 кл.
- Потенциал в вершине треугольника Ведомственная 2016/17, 11 кл.
- Заземление пластины конденсатора «Надежда энергетики» 2018/19, 10 кл.
- Заземление пластины конденсатора «Надежда энергетики» 2018/19, 11 кл.
- Половина заряда с проводника «Надежда энергетики» 2018/19, 9 кл.
- Квадрат из зарядов ВсОШ 2025/26, 11 кл.