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
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.
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.