Конденсаторы

Задание №15. Электродинамика. Установление Соответствия

№2. Задание 15

ID: 00018839

Плоский воздушный конденсатор зарядили до некоторого напряжения и отключили от батареи. Затем расстояние между пластинами конденсатора уменьшили. Определите, как в результате этого изменились электроёмкость конденсатора и напряжённость электрического поля в конденсаторе.

Электроёмкость конденсатора

Напряжённость электрического поля в конденсаторе

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличилась;

2) уменьшилась;

3) не изменилась.

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

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Самое важное слово в условии — «отключили от батареи». Это значит, что заряду $$q$$ деваться некуда: он на пластинах заперт и остаётся постоянным. Это наш «якорь», от которого пляшем.

Считаем

А) Электроёмкость. Для плоского конденсатора $C=\dfrac{\varepsilon_0 S}{d}$ , где $$S$$ — площадь пластин, $$d$$ — расстояние между ними. Расстояние $$d$$ уменьшили — знаменатель стал меньше — ёмкость $$C$$ увеличилась. Вариант 1.

Б) Напряжённость поля. Поле внутри плоского конденсатора $E=\dfrac{\sigma}{\varepsilon_0}=\dfrac{q}{\varepsilon_0 S}$ . Сюда расстояние $$d$$ вообще не входит! А заряд $$q$$ постоянен (батарею отключили) и площадь $$S$$ не меняли. Значит, $$E$$ не изменилась. Вариант 3.

Подвох: кажется, что если пластины сблизили, поле должно усилиться. Но при постоянном заряде поле зависит только от заряда и площади — не от расстояния. Меняется лишь напряжение $$U=Ed$$ (оно уменьшается), а само поле — нет.

Ответ

Видеоразбор

Другие задания по теме «Конденсаторы» (8)