Тема . №14 Электродинамика (анализ физических процессов - выбор верных утверждений)

.01 Электрическое поле. Электростатика

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №14 электродинамика (анализ физических процессов - выбор верных утверждений)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#114726

Обкладки плоского воздушного конденсатора представляют собой квадратные пластинки со сторонами a =10  см. Расстояние между обкладками d = 2  мм. Конденсатор подключён к постоянному напряжению U = 100  В. B пространство между обкладками конденсатора внесли вплотную к одной из обкладок металлическую пластинку с толщиной d
2  и той же площадью, что у обкладок.

PIC

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения. В ответе укажите их номера. Электрическую постоянную 𝜀0  принять равной 8,85⋅10−12  Ф/м.
1) После того как внесли металлическую пластинку, ёмкость конденсатора увеличилась.
2) До внесения металлической пластины заряд конденсатора был меньше 4 нКл.
3) После того как внесли металлическую пластинку, заряд конденсатора уменьшился.
4) Если металлическую пластину сместить ближе к другой обкладке конденсатора, то ёмкость конденсатора уменьшится по сравнению со случаем начального положения пластинки.
5) Напряженность поля в точке A  в конденсаторе в два раза увеличилась после того, как внесли металлическую пластинку.

Источники: ЕГКР 954 Физика 27.03.2025

Показать ответ и решение

1) В ерно

PIC

Пусть в конденсаторе возникает электрическое поле с напряженностью      U
E0 = d-  . Под внешним электрическим полем во внесенной металлической пластинке индуцируются заряды (см. рисунок) и напряженность внутри пластинки равна 0. Это эквивалентно тому, что у нас остался конденсатор с расстоянием между обкладками d
2  .
Емкость конденсатора выражается формулой

    𝜀0S
C =  d ,

где 𝜀0  - электрическая постоянная;
S  - площадь пластинок;
d  - расстояние между обкладками.
Поскольку d  уменьшается, то ёмкость конденсатора увеличивается.
2) Н еверно
Заряд конденсатора

         8,85⋅10−12⋅102⋅10− 4
q = CU = ------2⋅10−-3------⋅100≈ 4,4 нКл.

3) Неверно
Поскольку напряжение постоянно, то заряд увеличивается.
4) Н еверно

PIC

Помещение пластинки между двумя обкладками (не поднося ее вплотную) эквивалентно тому, что у нас есть два конденсатора соединеных последовательно.
Пусть пластинка находится на расстоянии a  от левой обкладки (см. рисунок).
Тогда мы имеем два конденсатора c емкостями C1  и C2  и расстояниями между обкладками a  и d− a
2  соответственно.
При последовательном соединении общую емкость конденсатора можно найти следующим образом

1--= 1-+ -1-,
C0   C1  C2

           d       d
-1-  -a-   2 −-a  -2-
C0 = 𝜀0S +  𝜀0S  = 𝜀0S,

    𝜀 S
C0 =-0d-.
     2

То есть, пространственное расположение металлической пластинки не меняет ёмкость конденсатора. Аналогично, пункту 1 ёмкость конденсатора увеличится.
5) В ерно
Напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора

    U
E = d.

Поскольку d  уменьшается в 2 раза, то напряженность увеличится в 2 раза. Следовательно, на самом деле, напряженность поля в точке A  увеличится в два раза.

Ответ: 15

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!