Конденсаторы — Задание 15 ЕГЭ по физике №00002974

Дано:

Конденсатор подключён к аккумулятору и заряжается. Рассмотреть электроёмкость и энергию электрического поля.

Найти:

Как меняются электроёмкость $C$ и энергия $W$ электрического поля конденсатора.

Решение:

Электроёмкость плоского конденсатора: $$C = \dfrac{\varepsilon \varepsilon_0 S}{d}$$ В условии не указано изменение диэлектрика, площади пластин или расстояния — все эти параметры постоянны. Значит: $$C = \text{const}$$ Электроёмкость не изменяется (вариант 3). Энергия конденсатора: $$W = \dfrac{C U^2}{2}$$ Используя $q = CU$, выразим энергию через заряд: $$W = \dfrac{q U}{2} = \dfrac{q^2}{2C}$$ При зарядке заряд $q$ растёт, $C = \text{const}$, поэтому: $$W \uparrow$$ Энергия поля увеличивается (вариант 1). Итог: $C$ — 3, $W$ — 1.