Электростатика — Задание 25 ЕГЭ по физике №00015365

Идея

Здесь подвох: пластины зарядили не равными и противоположными зарядами, как в обычном конденсаторе, а двумя произвольными зарядами $q_1$ и $q_2$. Поэтому нельзя сразу писать $E=\dfrac{q}{\varepsilon_0 S}$. Нужно сложить поля двух заряженных плоскостей по принципу суперпозиции.

Шаг 1. Поле одной плоскости

Каждая пластина — это заряженная плоскость с поверхностной плотностью $\sigma=\dfrac{q}{S}$. Она создаёт по обе стороны от себя однородное поле $E_{\text{пл}}=\dfrac{\sigma}{2\varepsilon_0}=\dfrac{q}{2\varepsilon_0 S}$.

Шаг 2. Складываем поля в зазоре

В области между пластинами поля двух плоскостей с одинаковыми по знаку зарядами направлены навстречу и частично гасят друг друга, поэтому берётся разность зарядов: $E = \dfrac{|q_1-q_2|}{2\varepsilon_0 S}$. (Сумма зарядов даёт поле снаружи, а разность — внутри.)

Шаг 3. Подставляем числа

$S=300\text{ см}^2=0{,}03\text{ м}^2$, $|q_1-q_2|=|-0{,}4-(-0{,}6)|\cdot10^{-6}=0{,}2\cdot10^{-6}$ Кл. Тогда $E=\dfrac{0{,}2\cdot10^{-6}}{2\cdot 8{,}85\cdot10^{-12}\cdot 0{,}03}\approx 3{,}77\cdot10^{5}$ В/м.