Задание 16. Плоский воздушный конденсатор ёмкостью C0, подключённый к источнику постоянного напряжения, состоит из двух металлических пластин, находящихся на расстоянии d0 друг от друга. Расстояние между пластинами меняется со временем так, как показано на графике.
Выберите два верных утверждения, соответствующих описанию опыта.
- В момент времени t4 ёмкость конденсатора увеличилась в 5 раз по сравнению с первоначальной (при t=0).
- В интервале времени от t1 до t4 заряд конденсатора уменьшается.
- В интервале времени от t1 до t4 энергия конденсатора равномерно уменьшается.
- В промежутке времени от t1 до t4 напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора остаётся постоянной.
- В промежутке времени от t1 до t4 напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора увеличивается.
Решение задачи
1) Ёмкость конденсатора определяется формулой:
\( C=\frac{ε_oS}{d} \)
Следовательно, при уменьшении расстояния в 5 раз, ёмкость конденсатора увеличится в 5 раз. Утверждение верно.
2) Заряд конденсатора определяется формулой:
\( q=CU \)
Так как ёмкость увеличивается, а напряжение постоянно, то заряд конденсатора увеличивается. Утверждение неверно.
3) Энергия заряженного конденсатора определяется формулой:
\( W=\frac{CU^2}{2} \)
Так как ёмкость увеличивается, а напряжение постоянно, то энергия конденсатора увеличивается. Утверждение неверно.
4) Напряженность поля определяется формулой:
\( E=\frac{U}{d} \)
Так как напряжение постоянно, а расстояние между пластинами уменьшается, то напряжённость электрического поля увеличивается. Утверждение неверно.
5) Напряженность поля определяется формулой:
\( E=\frac{U}{d} \)
Так как напряжение постоянно, а расстояние между пластинами уменьшается, то напряжённость электрического поля увеличивается. Утверждение верно.
Ответ к задаче
Ответ: 15.