1) Как изменится электроемкость конденсатора при удалении из него диэлектрика с диэлектрической проницаемостью ε=2?

Vitaliy

52

Итак, давайте рассмотрим каждый вопрос по очереди:

1) Как изменится электроемкость конденсатора при удалении из него диэлектрика с диэлектрической проницаемостью \( \varepsilon = 2 \)?

При удалении диэлектрика из конденсатора с диэлектрической проницаемостью \( \varepsilon = 2 \), его электроемкость изменится. Электроемкость конденсатора определяется формулой:

\[ C = \frac{{\varepsilon_0 \cdot \varepsilon \cdot S}}{{d}} \]

где \( C \) - электроемкость, \( \varepsilon_0 \) - диэлектрическая проницаемость вакуума (\( \varepsilon_0 = 8.85 \cdot 10^{-12} \, \text{Ф/м} \)), \( \varepsilon \) - диэлектрическая проницаемость среды, \( S \) - площадь пластин конденсатора, \( d \) - расстояние между пластинами.

При удалении диэлектрика (возврат к вакууму, где \( \varepsilon = 1 \)), формула примет вид:

\[ C" = \frac{{\varepsilon_0 \cdot 1 \cdot S}}{{d}} = \frac{{\varepsilon_0 \cdot S}}{{d}} \]

Тогда вопросы:

1. Во сколько раз она увеличится?
Электроемкость \( C" \) будет увеличиваться на \( \frac{{\varepsilon}}{{1}} = \varepsilon \) раз.

2. Во сколько раз она уменьшится?
Электроемкость \( C" \) будет уменьшаться на \( \frac{{\varepsilon}}{{\varepsilon}} = 1 \) раз.

3. Во сколько раз она увеличится?
Электроемкость не изменится, если уже был воздух или вакуум (\( \varepsilon = 1 \)).

4. Во сколько раз она уменьшится?
Электроемкость \( C" \) будет уменьшаться на \( \frac{{1}}{{\varepsilon}} \) раз.

Получается, что при удалении диэлектрика из конденсатора с диэлектрической проницаемостью \( \varepsilon = 2 \), электроемкость уменьшится в 2 раза.

2) Что означает, что электростатическое поле является потенциальным?

Электростатическое поле является потенциальным, когда выполнены следующие условия:

1. Силовые линии поля замкнуты.
Замкнутые силовые линии означают, что поле приводит к замкнутым петлям, и заряд не может между ними "утекать". Это означает, что электрическое поле можно представить в виде потенциальной функции.

2. Поле однородно.
Однородное поле означает, что сила, действующая на заряд, не зависит от его местоположения в поле. В таком поле работа поля не зависит от формы траектории заряда.

3) Что можно сказать о линиях вектора напряженности электростатического поля?

1. Всегда ли они замкнуты?
Линии вектора напряженности электростатического поля всегда замкнуты. Это означает, что они образуют замкнутые контуры, и нет начала или конца этих линий. Линии показывают направление и силу электростатического поля в каждой точке пространства.

2. Всегда ли они разомкнуты?
Линии вектора напряженности электростатического поля никогда не разомкнуты. Они всегда образуют замкнутые контуры, как было сказано в предыдущем ответе.

3. Зависит...
Зависит от того, какую информацию явно указывает задача. Если в задаче указано, что линии вектора напряженности электростатического поля разомкнуты, то это будет означать, что есть точечные заряды в поле, создающие эти разомкнутые линии. Если задача не указывает ничего конкретного, то линии вектора напряженности электростатического поля будут замкнутыми.