Какую работу необходимо выполнить для удаления половины диэлектрика из плоского конденсатора при постоянном источнике

Суть вопроса: Работа и энергия в электростатике

Пояснение: Для удаления половины диэлектрика из плоского конденсатора, сначала необходимо рассчитать емкость конденсатора, затем найти заряд, хранимый на пластинах перед удалением половины диэлектрика, а затем рассчитать работу, которую необходимо выполнить.

1. Расчет емкости конденсатора (С):
Емкость конденсатора можно вычислить по формуле С = ε₀ * (s / d), где ε₀ - электрическая постоянная в вакууме (ε₀ = 8.85 * 10^-12 Ф/м), s - площадь пластин, d - расстояние между пластинами.
Подставляя значения, получаем С = (8.85 * 10^-12 Ф/м) * (250 * 10^-4 м^2 / 1 * 10^-2 м) = 2.21 * 10^-8 Ф.

2. Расчет заряда на пластинах (Q):
Заряд на пластинах (Q) связан с напряжением (U) и емкостью (С) конденсатора по формуле Q = C * U.
Подставляя значения, получаем Q = (2.21 * 10^-8 Ф) * 300 В = 6.63 * 10^-6 Кл.

3. Расчет работы (W):
Работу (W) можно найти, используя формулу работы электрического поля W = (1/2) * Q² / С.
Подставляя значения, получаем W = (1/2) * (6.63 * 10^-6 Кл)² / (2.21 * 10^-8 Ф) = 9.92 Дж.

Доп. материал:
Удаление половины диэлектрика из этого плоского конденсатора потребует выполнения работы равной 9.92 Дж.

Совет:
Для лучшего понимания этой задачи, рекомендуется ознакомиться с основами электростатики, включая понятия о заряде, напряжении, емкости и работе электрического поля.

Ещё задача:
Дан плоский конденсатор с площадью пластин 150 см² и расстоянием между пластинами 2,5 мм. Изначально конденсатор заряжен до напряжения 200 В. Какую работу необходимо совершить для удаления половины диэлектрика из конденсатора, если его диэлектрическая проницаемость равна 2?