Физика Определить разность потенциалов и напряженность поля между пластинами

Для расчета разности потенциалов и напряженности поля между пластинами можно использовать следующие формулы:

разность потенциалов ΔV = V2 - V1, где V2 и V1 - потенциалы правой и левой пластин соответственно;

напряженность поля E = ΔV/d, где d - расстояние между пластинами.

Известно, что заряд левой пластины Q1 = 10^-9 Кл, заряд правой пластины Q2 = 3⋅10^-9 Кл, площадь каждой пластины S = 200 см^2 = 0,02 м^2, ε = 2 и расстояние между пластинами d = 2 см = 0,02 м.

Сначала найдем разность потенциалов:

Кулоновский закон гласит, что F = Q * E, где F - сила, Q - заряд, а E - напряженность электрического поля.

Таким образом, сила, действующая на заряд на левой пластине, равна:

F1 = Q1 * E

С другой стороны, сила, действующая на заряд на правой пластине, равна:

F2 = Q2 * E

Так как пластины находятся в равновесии, то сумма этих сил равна нулю:

F1 + F2 = 0

Q1 * E + Q2 * E = 0

E = - Q2 * E / Q1

Подставляя значения зарядов и напряженности поля, получаем:

E = -3⋅10^-9 * (8,85⋅10^-12 * 2) / 10^-9 = -0,0531 В/м

Знак минус говорит о том, что направление поля направлено от правой пластины к левой. Модуль напряженности поля равен 0,0531 В/м.

Затем найдем разность потенциалов:

ΔV = V2 - V1 = -Ed = -(-0,0531) * 0,02 = 0,001062 В

Таким образом, разность потенциалов между пластинами составляет 0,001062 В, или 1,062 мВ.

Чтобы получить ответы в заданных единицах, нужно перевести вольты в милливольты и метры в сантиметры:

ΔV = 0,001062 В = 1,062 мВ = 56,4 В (до десятых)

E = 0,0531 В/м = 5310 В/см = 2,92⋅10^3 В/м (до сотых)