Конденсаторы — Задание 14 ЕГЭ по физике №00002973 | Global EE
Конденсаторы — Задание 14 ЕГЭ по физике №00002973
№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.
$$\text{Верные: 3, 4}$$
