Какова плотность энергии электрического поля в точке с диэлектрической восприимчивостью 4 и напряженностью 3 * 103 В/м?

Тема: Плотность энергии электрического поля

Инструкция: Плотность энергии электрического поля - это количество энергии, содержащейся в единице объема электрического поля. Она обозначается символом U и выражается в джоулях на кубический метр (Дж/м³).

Формула для вычисления плотности энергии электрического поля:
U = (1/2) * ε₀ * E²,

где U - плотность энергии электрического поля,
ε₀ - электрическая постоянная (приблизительно равна 8,85 * 10⁻¹² Ф/м),
E - напряженность электрического поля.

В данной задаче дана диэлектрическая восприимчивость (εᵣ) и напряженность (E) электрического поля. Для решения задачи, сначала нужно найти значение электрической постоянной (ε₀), а затем подставить все известные значения в формулу.

Решение:
Дано: εᵣ = 4, E = 3 * 10³ В/м.
Найти: U.

Шаг 1: Найдем значение электрической постоянной ε₀.
ε₀ = 8,85 * 10⁻¹² Ф/м.

Шаг 2: Подставим значения в формулу.
U = (1/2) * (ε₀ * εᵣ) * E².

U = (1/2) * (8,85 * 10⁻¹² Ф/м * 4) * (3 * 10³ В/м)².

U = (1/2) * (8,85 * 4 * 10⁻¹² * 9 * 10⁶) Дж/м³.

U = 17,865 * 10⁻⁶ Дж/м³.

Ответ: Плотность энергии электрического поля в данной точке составляет 17,865 * 10⁻⁶ Дж/м³.

Совет: Для более полного понимания темы электрического поля, рекомендуется изучить основы электростатики, формулы и законы, связанные с этой темой. Также полезно практиковаться в решении задач разного уровня сложности.

Упражнение: В точке с диэлектрической восприимчивостью 6 и напряженностью 2 * 10³ В/м, вычислите плотность энергии электрического поля.