11 Duas placas condutoras paralelas descarregadas, cada uma com área de seção transversal de
, estão separadas por uma distância de
. Se
elétrons são transferidos de uma placa para a outra, (a) qual é a diferença de potencial entre as placas? (b) Qual é a diferença de potencial entre a placa positiva e um ponto a
dela, entre as placas?
Passo 1
O enunciado dá duas placas condutoras paralelas, cada uma com área de seção
e separadas por uma distância
. Transfere-se
elétrons de uma placa para a outra. Queremos (a) a diferença de potencial
entre as placas e (b) a diferença de potencial entre a placa positiva e um ponto localizado a
dela, no interior do espaço entre as placas. O conteúdo envolve capacitância de placas paralelas e campo elétrico uniforme.
Passo 2
Para começar, calculamos a carga total
transferida. Cada elétron tem carga
, então
Passo 3
A capacitância de um capacitor de placas paralelas vale
onde
,
e
. Assim,
Passo 4
A diferença de potencial entre as placas é
Passo 5
O campo elétrico uniforme entre as placas vem de
Passo 6
Para um ponto a
da placa positiva (no sentido do campo), a diferença de potencial em relação à placa é
Resposta
(a)
(b)
(b)