ID: 00008963
Для оценки заряда, накопленного воздушным конденсатором, можно использовать устройство, изображенное на рисунке: легкий шарик из оловянной фольги подвешен на изолирующей нити между двумя пластинами конденсатора, при этом одна из пластин заземлена, а другая заряжена положительно. Когда устройство собрано, а конденсатор заряжен (и отсоединен от источника), шарик приходит в колебательное движение, касаясь поочередно обеих пластин.
Выберите все верные утверждения, соответствующие колебательному движению шарика после первого касания пластины.
1) По мере колебаний шарика напряжение между пластинами уменьшается.
2) По мере колебаний шарика электроемкость конденсатора увеличивается.
3) При движении шарика к заземленной пластине он заряжен положительно, а при движении к положительно заряженной пластине — отрицательно.
4) При движении шарика к положительно заряженной пластине его заряд равен нулю, а при движении к заземленной пластине — положителен.
5) При движении шарика к заземленной пластине он заряжен отрицательно, а при движении к положительно заряженной пластине — положительно.
Источник: ФИПИ
Шарик из фольги работает как «челнок» для заряда. Коснувшись положительно заряженной пластины, он получает положительный заряд, отталкивается от неё и летит к заземлённой пластине. Там он отдаёт положительный заряд в землю и под действием поля положительной пластины заряжается отрицательно, после чего летит обратно. Так за каждый цикл порция положительного заряда уходит с конденсатора в землю.
1) Верно. Шарик постепенно уносит заряд с обкладок в землю, поэтому заряд конденсатора, а значит и напряжение между пластинами, уменьшается.
2) Неверно. Электроёмкость определяется геометрией (площадью пластин, расстоянием между ними, диэлектриком) и от движения шарика не зависит — она остаётся постоянной.
3) Верно. К заземлённой пластине шарик движется заряженным положительно (только что коснулся «плюса»), а к положительной пластине — заряженным отрицательно.
4) Неверно. К положительной пластине шарик подлетает не с нулевым, а с отрицательным зарядом.
5) Неверно. Знаки заряда противоположны описанным: к заземлённой пластине шарик летит с «плюсом», а не с «минусом».
Верные утверждения: 1 и 3.