Вопрос задан 14.10.2026 в 09:31. Предмет Физика. Спрашивает Белов Кирилл.

Конденсатор заряжен до разности потенциалов U и отключён от источника напряжения. Определите диэлектрическую проницаемость диэлектрика, если при его удалении из конденсатора разность потенциалов между пластинами возрастает в пять раз (диэлектрик заполняет всё пространство между обкладками конденсатора).

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Аветисян Амалия.

Дано:

  • U1=UU_1=U — напряжение на конденсаторе с диэлектриком.

  • U2=5UU_2=5U — напряжение после удаления диэлектрика.

  • ε\varepsilon — относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика.

Найти: ε\varepsilon.

Решение

Конденсатор был заряжен и отключён от источника напряжения. Следовательно, при удалении диэлектрика электрический заряд на обкладках конденсатора остаётся неизменным:

q=const.q=\text{const}.

Известно, что электроёмкость конденсатора определяется формулой:

C=qU.C=\frac{q}{U}.

Отсюда напряжение на обкладках:

U=qC.U=\frac{q}{C}.

Таким образом, при постоянном заряде напряжение обратно пропорционально электроёмкости конденсатора.

Когда пространство между обкладками полностью заполнено диэлектриком, электроёмкость равна:

C1=εC0,C_1=\varepsilon C_0,

где C0C_0 — электроёмкость конденсатора без диэлектрика.

После удаления диэлектрика электроёмкость становится равной C0C_0.

Запишем напряжения до и после удаления диэлектрика:

U1=qεC0,U_1=\frac{q}{\varepsilon C_0},
U2=qC0.U_2=\frac{q}{C_0}.

Разделим второе равенство на первое:

U2U1=q/C0q/(εC0)=ε.\frac{U_2}{U_1}=\frac{q/C_0}{q/(\varepsilon C_0)}=\varepsilon.

По условию задачи напряжение увеличилось в 5 раз:

U2=5U1.U_2=5U_1.

Следовательно,

ε=5U1U1=5.\varepsilon=\frac{5U_1}{U_1}=5.

Ответ

ε=5\boxed{\varepsilon=5}

Относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика равна 5.

Это означает, что при заполнении конденсатора данным диэлектриком его электроёмкость увеличивается в 5 раз по сравнению с электроёмкостью без диэлектрика. Поэтому при удалении диэлектрика из отключённого от источника конденсатора его электроёмкость уменьшается в 5 раз, а напряжение увеличивается в 5 раз, поскольку заряд остаётся постоянным.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос