ID: 00017288
Плоский воздушный конденсатор всё время подключён к аккумулятору. Внутрь конденсатора параллельно его обкладкам помещают металлическую пластинку, площадь которой равна площади обкладок конденсатора, а толщина в 3 раза меньше расстояния между обкладками. Как при этом изменятся электроёмкость конденсатора и величина заряда на его обкладках?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| А) Электроёмкость конденсатора | Б) Величина заряда на обкладках |
|---|
Источник: ФИПИ
Металлическая пластина внутри конденсатора «съедает» часть зазора: внутри металла поля нет, и работающим остаётся только воздушный промежуток между пластиной и обкладками. Эффективно расстояние между обкладками уменьшается, а ёмкость от расстояния зависит обратно. Заряд считаем через q=CU, помня, что напряжение задано аккумулятором.
Пусть расстояние между обкладками d, толщина пластины b=\dfrac{d}{3}. Внутри металла поле равно нулю, поэтому работает только суммарный воздушный зазор d-b=d-\dfrac{d}{3}=\dfrac{2d}{3}. Тогда C=\dfrac{\varepsilon_0 S}{d-b}=\dfrac{\varepsilon_0 S}{2d/3}=\dfrac{3}{2}\cdot\dfrac{\varepsilon_0 S}{d}=1{,}5\,C_0. Ёмкость увеличится (1).
Конденсатор всё время подключён к аккумулятору, значит напряжение U постоянно. Заряд q=CU: ёмкость выросла в 1{,}5 раза, U не изменилось — заряд тоже увеличится (1).
Ответ: 11