Задание 14 ОГЭ по физике: Две параллельные металлические пластины больших размеров… | Global EE
№2. Задание 14
ID: 00008007
Две параллельные металлические пластины больших размеров расположены на расстоянии d друг от друга и подключены к источнику постоянного напряжения.
Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения.
1) Напряжённость электрического поля в точке A меньше, чем в точке C.
2) Потенциал электрического поля в точке B ниже, чем в точке C.
3) Если уменьшить расстояние между пластинами d, то заряд левой пластины увеличится.
4) Если пластины полностью погрузить в керосин, то энергия электрического поля пластин увеличится.
5) Если увеличить расстояние между пластинами d, то напряжённость электрического поля в точке B увеличится.
Источник: ФИПИ
Решение
Дано:
Конденсатор подключён к источнику постоянного напряжения U = \text{const}. Точки A и B — вблизи положительно заряженной пластины, точка C — вблизи отрицательной пластины.
Найти:
Все верные утверждения
⠀
Решение:
Утверждение 1 (напряжённость в A меньше, чем в C): Неверно.
Напряжённость однородного поля конденсатора:
E = \frac{U}{d}
Поле однородное — E одинакова во всех точках между пластинами. Напряжённость в A равна напряжённости в C.
Утверждение 2 (потенциал в B ниже, чем в C): Неверно.
Потенциал убывает в направлении вектора \vec{E} (от «+» к «−»). Точки A и B находятся у положительной пластины — у них потенциал максимальный, у C — минимальный. Значит \varphi_B \gt \varphi_C.
Утверждение 3 (при уменьшении расстояния заряд пластины увеличится): Верно.
Ёмкость конденсатора:
C = \frac{\varepsilon_0 S}{d}
При уменьшении d ёмкость растёт. Так как U = \text{const}:
Q = CU \uparrow
Заряд пластины увеличивается.
Утверждение 4 (при погружении в керосин энергия поля увеличится): Верно.
Диэлектрическая проницаемость керосина \varepsilon \gt 1, поэтому ёмкость растёт:
C' = \frac{\varepsilon \varepsilon_0 S}{d} \gt C
Энергия конденсатора при U = \text{const}:
W = \frac{CU^2}{2} \uparrowУтверждение 5 (при увеличении расстояния напряжённость в B увеличится): Неверно.E = \frac{U}{d}
При увеличении d и неизменном U напряжённость уменьшается.
