题目
10.28 空气电容器两极板的面积S-|||-=3times (10)^-2(m)^2, 极板间距 =3times (10)^-3m 在-|||-两极板间平行放置一面积与极板相同的金-|||-d-|||-题10.28图-|||-属板(见图).其厚度 =1times (10)^3m 将电容器充电至电势差 _(1)=600V 时与电源-|||-断开。求:(1)抽出金属板需作之功;(2)抽出金属板后,两极板的相互作用力。

题目解答
答案

解析
步骤 1:计算电容器的初始电容
电容器的电容 $C$ 可以通过公式 $C = \frac{\varepsilon_0 S}{d}$ 计算,其中 $\varepsilon_0$ 是真空介电常数,$S$ 是极板面积,$d$ 是极板间距。将给定的数值代入公式,得到电容器的初始电容 $C_1$。
步骤 2:计算电容器的初始能量
电容器的初始能量 $W_1$ 可以通过公式 $W_1 = \frac{1}{2} C_1 U_1^2$ 计算,其中 $U_1$ 是电容器的初始电势差。将给定的数值代入公式,得到电容器的初始能量 $W_1$。
步骤 3:计算抽出金属板后的电容
抽出金属板后,电容器的电容 $C_2$ 可以通过公式 $C_2 = \frac{\varepsilon_0 S}{d-t}$ 计算,其中 $t$ 是金属板的厚度。将给定的数值代入公式,得到抽出金属板后的电容 $C_2$。
步骤 4:计算抽出金属板后的能量
抽出金属板后,电容器的能量 $W_2$ 可以通过公式 $W_2 = \frac{1}{2} C_2 U_1^2$ 计算。将给定的数值代入公式,得到抽出金属板后的能量 $W_2$。
步骤 5:计算抽出金属板需作之功
抽出金属板需作之功 $W$ 可以通过公式 $W = W_1 - W_2$ 计算。将给定的数值代入公式,得到抽出金属板需作之功 $W$。
步骤 6:计算抽出金属板后,两极板的相互作用力
抽出金属板后,两极板的相互作用力 $F$ 可以通过公式 $F = \frac{Q^2}{2 \varepsilon_0 S}$ 计算,其中 $Q$ 是电容器的电荷量。将给定的数值代入公式,得到抽出金属板后,两极板的相互作用力 $F$。
电容器的电容 $C$ 可以通过公式 $C = \frac{\varepsilon_0 S}{d}$ 计算,其中 $\varepsilon_0$ 是真空介电常数,$S$ 是极板面积,$d$ 是极板间距。将给定的数值代入公式,得到电容器的初始电容 $C_1$。
步骤 2:计算电容器的初始能量
电容器的初始能量 $W_1$ 可以通过公式 $W_1 = \frac{1}{2} C_1 U_1^2$ 计算,其中 $U_1$ 是电容器的初始电势差。将给定的数值代入公式,得到电容器的初始能量 $W_1$。
步骤 3:计算抽出金属板后的电容
抽出金属板后,电容器的电容 $C_2$ 可以通过公式 $C_2 = \frac{\varepsilon_0 S}{d-t}$ 计算,其中 $t$ 是金属板的厚度。将给定的数值代入公式,得到抽出金属板后的电容 $C_2$。
步骤 4:计算抽出金属板后的能量
抽出金属板后,电容器的能量 $W_2$ 可以通过公式 $W_2 = \frac{1}{2} C_2 U_1^2$ 计算。将给定的数值代入公式,得到抽出金属板后的能量 $W_2$。
步骤 5:计算抽出金属板需作之功
抽出金属板需作之功 $W$ 可以通过公式 $W = W_1 - W_2$ 计算。将给定的数值代入公式,得到抽出金属板需作之功 $W$。
步骤 6:计算抽出金属板后,两极板的相互作用力
抽出金属板后,两极板的相互作用力 $F$ 可以通过公式 $F = \frac{Q^2}{2 \varepsilon_0 S}$ 计算,其中 $Q$ 是电容器的电荷量。将给定的数值代入公式,得到抽出金属板后,两极板的相互作用力 $F$。