Четыре пластины
6/10Четыре пластины 1, 2, 3 и 4 площадью \(S\) расположены параллельно друг другу на расстояниях \((1 - x)l\), \(xl\) и \((1 - x)l\), малых по сравнению с размерами пластин (рис.). К пластинам 1 и 3 подключена батарейка с ЭДС \(\mathcal{E}\), резистор \(R_1\) и ключ \(K_1\), к пластинам 2 и 4 — ключ \(K_2\) и резистор \(R_2\). В начальный момент времени ключи разомкнуты, пластины не заряжены.

Ключ \(K_1\) замыкают. Какими будут заряды на пластинах после установления равновесия? Какое количество теплоты \(Q_0\) выделится на резисторе \(R_1\)?
После установления равновесия замыкают ключ \(K_2\). Найдите установившиеся заряды на пластинах и суммарное количество теплоты \(Q\), которое выделится на резисторах \(R_1\) и \(R_2\) после замыкания ключа \(K_2\).
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаПластины 2 и 4 после замыкания \(K_2\) имеют равные потенциалы, а суммарный заряд пары 2–4 равен нулю; разность потенциалов между 1 и 3 задаёт батарейка. Теплоту найдите из закона сохранения энергии с учётом работы батарейки.
Ответ1) \(q_0 = \dfrac{\varepsilon_0 S\mathcal{E}}{l}\), \(Q_0 = \dfrac{\varepsilon_0 S\mathcal{E}^2}{2l}\); 2) \(q_1 = \dfrac{\varepsilon_0 S\mathcal{E}}{(1 - x^2)l}\), \(q_2 = \dfrac{x\varepsilon_0 S\mathcal{E}}{(1 - x^2)l}\), \(Q = \dfrac{x^2}{1 - x^2}\dfrac{\varepsilon_0 S\mathcal{E}^2}{2l}\)
Похожие задачи
- Сложный конденсатор ВсОШ 2007/08, 10 кл.
- Конденсатор из трёх пластин Курчатов 2018/19, 10 кл.
- Батарея конденсаторов с диэлектриком «Шаг в будущее» 2018/19, 11 кл.
- Сферический конденсатор с заземлением Физтех 2021/22, 11 кл.
- Конденсатор с шариками на проводах Курчатов 2021/22, 11 кл.
- Частица пролетает через три сетки Физтех 2022/23, 11 кл.