Задание 21 ЕГЭ по физике: Воспользовавшись оборудованием, представленным на рис. 1,… | Global EE
№2. Задание 21
ID: 00008966
Воспользовавшись оборудованием, представленным на рис. 1, учитель собрал модель плоского конденсатора (рис. 2), зарядил нижнюю пластину положительным зарядом, а корпус электрометра заземлил. Соединённая с корпусом электрометра верхняя пластина конденсатора приобрела отрицательный заряд, равный по модулю заряду нижней пластины. После этого учитель сместил одну пластину относительно другой не изменяя расстояния между ними (рис. 3). Как изменились при этом показания электрометра (увеличились, уменьшились, остались прежними)? Ответ поясните, указав, какие явления и закономерности вы использовали для объяснения. Показания электрометра в данном опыте прямо пропорциональны разности потенциалов между пластинами конденсатора.
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
заряженный плоский конденсатор, отключённый от источника; одна пластина смещена относительно другой (расстояние d не изменяется).
Решение:
Так как конденсатор не подключён к источнику и заземление обеспечивает только фиксацию исходного заряда (заряду некуда уйти — цепь разомкнута), полный заряд на пластинах сохраняется: Q = \text{const}. При сдвиге пластин площадь их перекрытия S уменьшается, а расстояние d остаётся прежним. Ёмкость конденсатора: C = \frac{\varepsilon_0 S}{d}. При уменьшении S ёмкость C уменьшается. Из формулы Q = CU при Q = \text{const} и C \downarrow: U = \frac{Q}{C} \uparrow. Показания электрометра прямо пропорциональны напряжению (разности потенциалов) между пластинами. Следовательно, показание электрометра увеличивается.
