Привет! В этой статье я расскажу о своем личном опыте в решении задачи, связанной с электрическими пластинами и удалением пластинки из слюды.
Рассмотрим сначала ситуацию, когда источник тока подключен и циркулирует по цепи. Между проводящими пластинами создается электрическое поле, а пластинка из слюды становится под действием этого поля поляризованной.
Электрическое поле E между пластинами можно выразить как E U / d, где U ― напряжение и d ― расстояние между пластинами; В нашем случае, U 9 кВ (или 9000 В), d 6 см (или 0,06 м), поэтому E 9000 / 0,06 150 000 В/м.Слюдяная пластинка, находясь в этом электрическом поле, ориентируется так, чтобы ее положительный конец приходился на ближайшую пластину, а отрицательный ౼ на более удаленную. Из-за этой поляризации, между слюдяной пластинкой и проводящими пластинами возникает электрическая сила притяжения.Сила F, действующая на слюдяную пластинку, можно найти с помощью формулы F ε0 * E^2 * S / (2 * d0), где ε0 ౼ электрическая постоянная, E ౼ электрическое поле, S ౼ площадь поверхности пластин, d0 ― толщина пластинки. В нашем случае, S 20 см² (или 0,002 м²), d0 3 см (или 0,03 м), ε0 8,85 * 10^-12 Ф/м. Подставляя значения, получаем
F (8,85 * 10^-12) * (150 000)^2 * 0,002 / (2 * 0,03) ≈ 0,09375 Н.Теперь, чтобы удалить слюдяную пластинку, нужно совершить работу против силы притяжения. Работа W можно выразить как W F * h, где h ― расстояние, на которое нужно поднять пластину для ее удаления. Мы считаем, что мы делаем работу против силы тяжести и поднимаем пластинку вертикально вверх, поэтому h d0 0,03 м.Подставляя значения, получаем
W 0,09375 * 0,03 ≈ 0,0028125 Дж.Чтобы получить ответ в микроджоулях, нужно преобразовать ответ в соответствующие единицы⁚
W 0٫0028125 * 10^6 мкДж ≈ 2812٫5 мкДж.
Итак, чтобы полностью удалить слюдяную пластинку, необходимо совершить работу примерно 2812,5 мкДж.
Я надеюсь, что мой опыт и объяснение помогут вам понять решение этой задачи. Удачи в дальнейшем обучении!