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.
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.
| Электроёмкость конденсатора | Напряжённость электрического поля в конденсаторе |
|---|---|
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.
Ответ: 13