Здравствуйте, ya.anya-semenova!
Искомую работу находим как изменение энергии конденсатора до и после извлечения диэлектрической пластины.
Энергию электрического поля конденсатора можно вычислить по разным формулам :
W= q * U / 2 = C * U
2 / 2 = q
2 / 2C (см
physics.ru/courses/op25part2/content/chapter1/section/paragraph6/theory.html )
Сначала наш конденсатор имел ёмкость C1=2мкФ , напряжение U1=1000 Вольт, заряд Q=C1 * U1 и энергию
W1 = C * U1
2 / 2 = 2 * 10
-6 * 1000
2 / 2 = 1 Дж.
"Если пространство между обкладками заполнено диэлектриком, электроемкость конденсатора увеличивается в [$949$] раз" (из статьи по выше-ссылке). Значит, после извлечения пластины ёмкость нашего конденсатора уменьшилась в [$949$] раз и стала
C2 = C1 / [$949$]
Диэлектрическая проницаемость стекла примем [$949$]=7 (данные из разных интернет-источников немного отличаются, на
5terka.com/dielektricheskie-pronitsaemosti-veshchestv [$949$]=7, на
kilomol.ru/elektriko.html [$949$]=6…10 ).
Поскольку согласно условию конденсатор "
отключили от источника" перед извлечением пластины, то в процессе извлечения его заряд остался прежний (он не мог втекать/вытекать). Значит,
Q = C1 * U1 = C2 * U2
Из этой формулы можно получить U2 - напряжение на конденсаторе после извлечения пластины :
U2 = U1 * C1 / C2 = U1 * [$949$] = 1000 * 7 = 7000 Вольт
А затем и конечную энергию
W2 = Q * U2 / 2 = C1 * U1
2 * [$949$] / 2 = W1 * [$949$] = 1 Дж * 7 = 7 Дж.
Ответ : Искомая работа равна W2 - W1 = 7 - 1 = 6 Дж.