РУҚА
25

Решение: Расстояние между пластинами конденсатора

ЕГЭ · Физика · Задание 25 · Колебания и волны
ПовышеннаяФИПИ76B3AAРазвёрнутое решение≈ 5 минутРазбор в 5 шагов
Условие

Идеальный колебательный контур состоит из катушки с индуктивностью $L = 5\,\text{мкГн}$ и плоского воздушного конденсатора. Частота свободных электромагнитных колебаний в контуре $\nu = 50\,\text{МГц}$. Площадь каждой из пластин конденсатора $S = 4\,\text{см}^2$. Определите расстояние между пластинами конденсатора.

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

5 шагов
1

По формуле Томсона выразим электроёмкость контура:

$$C = \frac{1}{4\pi^2\nu^2L}$$
2

Ёмкость плоского воздушного конденсатора определяется формулой:

$$C = \frac{\varepsilon_0 S}{d}$$
3

Объединим формулы и выразим расстояние между пластинами:

$$d = 4\pi^2\nu^2L\varepsilon_0S$$
4

Переведём данные в СИ: $L = 5\cdot10^{-6}\,\text{Гн}$, $\nu = 5\cdot10^7\,\text{Гц}$, $S = 4\cdot10^{-4}\,\text{м}^2$. При $\varepsilon_0 = 8{,}85\cdot10^{-12}\,\text{Ф/м}$ получаем:

$$d = 4\pi^2(5\cdot10^7)^2(5\cdot10^{-6})(8{,}85\cdot10^{-12})(4\cdot10^{-4}) \approx 1{,}75\cdot10^{-3}\,\text{м}$$

Переведём результат в миллиметры:

$$d \approx 1{,}75\,\text{мм}$$
Ответ

Расстояние между пластинами конденсатора равно примерно $1{,}75\,\text{мм}$.

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Не переводят микрогенри, мегагерцы и квадратные сантиметры в единицы СИ.

Используют формулу Томсона без множителя $2\pi$.

Забывают, что для воздушного конденсатора диэлектрическая проницаемость равна $\varepsilon_0$.

Закрепить приёмВ теме «Колебания и волны» ещё 168 задач — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 25 ЕГЭ, физика

Разбор этой задачи разложен на 5 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Колебания и волны»: в ней 169 задач, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.