Если увеличить заряд на обкладках конденсатора на 20%, то как изменится энергия? A) Увеличится на 40% B) Увеличится

Тема вопроса: Расчет изменения энергии в конденсаторе при изменении заряда

Инструкция: Чтобы решить эту задачу, нужно знать формулу для вычисления энергии в конденсаторе и использовать ее для расчета изменения энергии при изменении заряда.

Энергия в конденсаторе выражается формулой: E = (1/2) * C * V^2, где E - энергия, C - ёмкость конденсатора, V - напряжение на конденсаторе.

Заряд конденсатора может быть выражен через его ёмкость и напряжение следующей формулой: Q = C * V, где Q - заряд.

В задаче сказано, что заряд увеличивается на 20%. Если обозначить исходный заряд как Q_1, то новый заряд после увеличения будет составлять 120% от исходного заряда: Q_2 = 1.2 * Q_1.

Теперь можем выразить напряжение V через новый заряд Q_2 и ёмкость C: V = Q_2 / C.

Подставим выражение для напряжения в формулу энергии, получим: E_2 = (1/2) * C * (Q_2 / C)^2 = (1/2) * C * (Q_2^2 / C^2) = (1/2) * Q_2^2 / C.

Обратим внимание, что ёмкость конденсатора остается неизменной.

Таким образом, новая энергия E_2 равна половине от нового заряда Q_2 в квадрате, деленного на ёмкость C.

Вариант ответа D) утверждает, что энергия увеличится на 20%. Однако, как мы видим из рассчитанной формулы, новая энергия зависит от нового заряда, который составляет 120% от исходного. Таким образом, правильный ответ будет C) Увеличится на 44%.

Совет: Для лучшего понимания данного типа задач рекомендуется изучить основные принципы работы конденсаторов, ёмкость и энергию, связанные с ними. Важно понимать формулы для энергии и заряда и уметь применять их в решении подобных задач.

Задание для закрепления: Пусть увеличение заряда на обкладках конденсатора составляет 30%. Как изменится энергия в конденсаторе? Ответ дайте в процентах.