Конденсаторы — Задание 14 ЕГЭ по физике №00021655

Две большие параллельные пластины — это плоский конденсатор. Его всё время держат подключённым к источнику постоянного напряжения и при этом сдвигают пластины: расстояние между ними стало вдвое меньше. В любой задаче про конденсатор первым делом выясняем, что остаётся постоянным. Здесь источник не отключали, значит, напряжение $U$ между пластинами всё время равно напряжению источника и не меняется. От этого и будем отталкиваться.

Утверждение 1 — про ёмкость. Ёмкость плоского конденсатора равна $$C=\frac{\varepsilon_0 S}{d}$$ Расстояние $d$ стоит в знаменателе: уменьшили его в $2$ раза — ёмкость выросла в $2$ раза. Утверждение 1 верное.

Утверждение 2 — про напряжение. Пластины по-прежнему присоединены к источнику, он поддерживает на них одно и то же напряжение. Оно не уменьшилось. Утверждение 2 неверное.

Утверждение 3 — про энергию. Раз постоянно напряжение, удобна формула $$W=\frac{CU^2}{2}$$ Напряжение прежнее, ёмкость удвоилась — энергия поля выросла в $2$ раза. Утверждение 3 верное.

Утверждение 4 — про заряд. Заряд конденсатора $q=CU$. Ёмкость выросла вдвое при том же напряжении, значит, заряд не уменьшился, а увеличился в $2$ раза: источник перенёс на пластины дополнительный заряд. Утверждение 4 неверное.

Утверждение 5 — про напряжённость. Поле между пластинами однородное, его напряжённость связана с напряжением так: $$E=\frac{U}{d}$$ То же напряжение приходится на вдвое меньшее расстояние — напряжённость выросла в $2$ раза. Утверждение 5 верное.

Верны утверждения 1, 3 и 5. Проверим себя на согласованность: энергию можно посчитать и по-другому, $W=\dfrac{qU}{2}$. Заряд вырос вдвое, напряжение прежнее — энергия выросла вдвое. С утверждением 3 сходится.