Bài 2
Một tụ điện phẳng có điện dung (không khí) được nạp tới hiệu điện thế rồi ngắt khỏi nguồn. Sau đó nhúng một tấm điện môi có hằng số điện môi lấp đầy khoảng giữa hai bản. Tính năng lượng của tụ điện trước và sau khi nhúng điện môi, và giải thích sự thay đổi. (a) Tính điện tích trên bản và điện dung sau khi nhúng điện môi, rồi tìm hiệu điện thế cuối. (b) Tính năng lượng ban đầu và cuối, biểu diễn tỉ số theo . (c) Giải thích độ giảm năng lượng chuyển thành công cơ học khi điện môi bị hút vào; phân biệt công của điện trường với ngoại lực và nêu đại lượng được bảo toàn khi tụ ngắt nguồn.
problems.proof.stepOf
problems.proof.analysis
Tụ được nạp trước khi tách nguồn, nên điện tích tự do được xác định bằng . Điện môi làm điện dung thành mà không tạo đường dẫn trao đổi điện tích.