Задание 14 ЕГЭ по физике: Две параллельные металлические пластины больших размеров… | Global EE
№2. Задание 14
ID: 00002973
Две параллельные металлические пластины больших размеров расположены на расстоянии d друг от друга и подключены к источнику постоянного напряжения (рис. 1). Пластины закрепили на изолирующих подставках и спустя длительное время отключили от источника (рис. 2).
Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения.
1) Напряжённость электрического поля в точке А больше, чем в точке В.
2) Потенциал электрического поля в точке А больше, чем в точке С.
3) Если увеличить расстояние между пластинами d, то напряжённость электрического поля в точке С не изменится.
4) Если уменьшить расстояние между пластинами d, то заряд правой пластины не изменится.
5) Если пластины полностью погрузить в керосин, то энергия электрического поля конденсатора останется неизменной.
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
Плоский конденсатор, отключённый от источника: q = \text{const}.
Точки А, Б, Ц внутри конденсатора.
Найти:
верные утверждения — ?
Решение:
Поле между пластинами плоского конденсатора однородно, поэтому E одинакова во всех внутренних точках — утверждение 1 неверно. Потенциал убывает в направлении вектора \vec{E} (от плюса к минусу); точка А ближе к отрицательной пластине, точка Ц — к положительной, поэтому \varphi_А \lt \varphi_Ц — утверждение 2 неверно.
Напряжённость поля заряженного конденсатора, отключённого от источника:
E = \frac{U}{d} = \frac{q/C}{d} = \frac{q}{\varepsilon \varepsilon_0 S/d \cdot d} = \frac{q}{\varepsilon \varepsilon_0 S}E не зависит от d — утверждение 3 верно.
Заряд изолированных пластин не может никуда уйти, поэтому при изменении d он сохраняется — утверждение 4 верно.
Энергия: W = q^2/(2C). При погружении в керосин \varepsilon растёт, C = \varepsilon \varepsilon_0 S/d увеличивается, значит W уменьшается — утверждение 5 неверно.
\text{Верные: 3, 4}
