Номер 1, страница 148 - гдз по физике 10 класс учебник Громыко, Зенькович

1. Изменится ли электроёмкость конденсатора, если: а) увеличить напряжение между его обкладками; б) уменьшить заряд конденсатора?

2. Электроёмкость конденсатора $C = 10$ нФ. Каков заряд конденсатора, если напряжение между его обкладками $U = 150$ В?

Электроёмкость конденсатора — это физическая величина, характеризующая его способность накапливать электрический заряд. Она определяется геометрическими параметрами конденсатора (формой и размерами его обкладок, расстоянием между ними) и диэлектрическими свойствами среды, находящейся между обкладками. Электроёмкость не зависит от заряда на обкладках или напряжения между ними.

Связь между зарядом $q$, напряжением $U$ и электроёмкостью $C$ выражается формулой:

$C = \frac{q}{U}$

Из этой формулы видно, что электроёмкость $C$ является коэффициентом пропорциональности между зарядом и напряжением. Например, для плоского конденсатора электроёмкость рассчитывается по формуле:

$C = \frac{\varepsilon \varepsilon_0 S}{d}$

где $\varepsilon$ — диэлектрическая проницаемость диэлектрика, $\varepsilon_0$ — электрическая постоянная, $S$ — площадь обкладок, $d$ — расстояние между ними.

а) Если увеличить напряжение $U$ между обкладками конденсатора, то пропорционально увеличится и заряд $q$, который он способен накопить, но их отношение, то есть электроёмкость $C$, останется неизменным.

Ответ: Электроёмкость конденсатора не изменится.

б) Если уменьшить заряд $q$ конденсатора (например, при его разрядке), то пропорционально уменьшится и напряжение $U$ между его обкладками. Отношение заряда к напряжению, то есть электроёмкость $C$, останется прежним.

Ответ: Электроёмкость конденсатора не изменится.

2.

Дано:

$C = 10 \text{ нФ} = 10 \cdot 10^{-9} \text{ Ф}$
$U = 150 \text{ В}$

Найти:

$q$

Решение:

Электроёмкость конденсатора $C$, заряд на его обкладках $q$ и напряжение между обкладками $U$ связаны соотношением:

$C = \frac{q}{U}$

Выразим из этой формулы заряд $q$:

$q = C \cdot U$

Подставим числовые значения в систему СИ и вычислим заряд:

$q = (10 \cdot 10^{-9} \text{ Ф}) \cdot 150 \text{ В} = 1500 \cdot 10^{-9} \text{ Кл} = 1.5 \cdot 10^{-6} \text{ Кл}$

Результат также можно представить в микрокулонах: $1.5 \cdot 10^{-6} \text{ Кл} = 1.5 \text{ мкКл}$.

Ответ: $q = 1.5 \cdot 10^{-6} \text{ Кл}$ (или $1.5 \text{ мкКл}$).