Global EE

Конденсаторы — Задание 15 ЕГЭ по физике №00017263

Задание №15. Электродинамика. Установление Соответствия

Конденсаторы

№2. Задание 15

ID: 00017263

Плоский конденсатор заполнен непроводящим веществом с диэлектрической проницаемостью, равной 3, и подключён к источнику постоянного напряжения. Это вещество удаляют из конденсатора и взамен помещают между пластинами другой изолирующий материал с диэлектрической проницаемостью, равной 5. Как меняются в результате замены диэлектрика электрическая ёмкость конденсатора и заряд на его пластинах?

Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА

А) электрическая ёмкость конденсатора

Б) заряд на пластинах конденсатора

ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ

1) увеличивается;

2) уменьшается;

3) не изменяется.

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Рисунок к заданию 15 ЕГЭ по физике — Конденсаторы

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Конденсатор остаётся подключённым к источнику — значит напряжение на нём задано источником и не меняется. Меняем диэлектрик на более «сильный» ($\varepsilon$ с 3 до 5) — он лучше ослабляет поле, ёмкость растёт, а при фиксированном напряжении растёт и заряд.

Шаг 1. Электрическая ёмкость (А)

Ёмкость плоского конденсатора $C=\dfrac{\varepsilon\varepsilon_0 S}{d}$. Геометрия та же, а диэлектрическая проницаемость выросла с 3 до 5, значит ёмкость $C$ увеличивается (вариант 1) — ровно в $5/3$ раза.

Шаг 2. Заряд на пластинах (Б)

Конденсатор подключён к источнику, поэтому напряжение $U=\text{const}$. Из $q=CU$: ёмкость выросла, напряжение прежнее — значит заряд $q$ увеличивается (вариант 1). Источник «дозаряжает» пластины, чтобы удержать то же напряжение при возросшей ёмкости.

Ответ

11
Другие задания по теме «Конденсаторы» (8)