Задание 15 ЕГЭ по физике: Плоский конденсатор, у которого зазор между обкладками заполнен…

№2. Задание 15

ID: 00026041

Плоский конденсатор, у которого зазор между обкладками заполнен диэлектриком, подключён к источнику постоянного напряжения. Как изменятся в результате удаления диэлектрика из зазора величина заряда на обкладках конденсатора и разность потенциалов между ними?

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. Величина заряда на обкладках конденсатора Разность потенциалов между обкладками конденсатора

Источник: ФИПИ

Решение

Плоский конденсатор с диэлектриком в зазоре подключён к источнику постоянного напряжения — значит разность потенциалов U на его обкладках всё время держится постоянной, независимо от того, что происходит с диэлектриком. Диэлектрик из зазора убирают.

Электроёмкость конденсатора: $C=\dfrac{\varepsilon \varepsilon_0 S}{d}$ У диэлектрика $\varepsilon\gt 1$ , поэтому после его удаления электроёмкость уменьшается.

Заряд на обкладках: $q=CU$ Напряжение U остаётся тем же (источник его держит), а ёмкость C уменьшилась — значит заряд q тоже уменьшился.

Разность потенциалов между обкладками — это как раз то самое напряжение, которое поддерживает источник, поэтому она остаётся неизменной по определению условия задачи.

Итог: величина заряда на обкладках уменьшилась, разность потенциалов между ними не изменилась — и всё сходится: пока конденсатор подключён к источнику, именно источник диктует напряжение, а заряд лишь подстраивается под изменившуюся ёмкость.