Конденсаторы — Задание 14 ЕГЭ по физике №00002971 | Global EE
Конденсаторы — Задание 14 ЕГЭ по физике №00002971
№2. Задание 14
ID: 00002971
Плоский воздушный конденсатор ёмкостью $С_{0}$, подключённый к источнику постоянного напряжения, состоит из двух металлических пластин, находящихся на расстоянии$d_{0}$ друг от друга. Расстояние между пластинами меняется со временем так, как показано на графике.
Выберите все верные утверждения, соответствующих описанию опыта.
1) В момент времени $t_{4}$ ёмкость конденсатора увеличилась в 5 раз по сравнению с первоначальной (при t = 0).
2) В интервале времени от $t_{1}$ до $t_{4}$ заряд конденсатора возрастает.
3) В интервале времени от $t_{1}$ до $t_{4}$ энергия конденсатора равномерно уменьшается.
4) В промежутке времени от $t_{1}$до $t_{4}$ напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора остаётся постоянной.
5) В промежутке времени от $t_{1}$ до $t_{4}$ напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора убывает.
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
плоский конденсатор $C_0$, подключён к источнику постоянного напряжения $U = \text{const}$; расстояние $d$ уменьшается в 5 раз за время от $t_1$ до $t_4$.
Найти:
верные утверждения.
Решение:
Ёмкость плоского конденсатора:
$$C = \frac{\varepsilon_0 \varepsilon S}{d}$$Утверждение 1: При $t_4$ расстояние стало $d = d_0/5$. Площадь $S$ и $\varepsilon$ не изменились:
$$C = \frac{\varepsilon_0 \varepsilon S}{d_0/5} = 5 \cdot \frac{\varepsilon_0 \varepsilon S}{d_0} = 5C_0$$
Ёмкость увеличилась в 5 раз. Верно.Утверждение 2: Заряд $Q = CU$. Напряжение постоянно ($U = \text{const}$), ёмкость $C$ растёт → заряд $Q$ возрастает. Верно.Утверждение 3: Энергия $W = \frac{CU^2}{2}$. При постоянном $U$ и растущей $C$ энергия увеличивается, а не уменьшается. Неверно.Утверждения 4 и 5: Напряжённость $E = U/d$. При постоянном $U$ и уменьшающемся $d$ напряжённость возрастает — не остаётся постоянной и не убывает. Оба неверны.
Итог: верные утверждения 1 и 2.
