Электростатика — задачи ЕГЭ по физике

Тип 0 № 6

Две параллельные металлические пластины больших размеров расположены на расстоянии $d$ друг от друга и подключены к источнику постоянного напряжения (см. рисунок). Как изменятся электроёмкость конденсатора, его заряд, напряжение между пластинами, напряжённость электрического поля внутри конденсатора и энергия электрического поля конденсатора, если уменьшить расстояние между пластинами конденсатора?

Схема плоского конденсатора с двумя параллельными пластинами, подключёнными к источнику постоянного напряжения; расстояние между пластинами обозначено d.

Решение:

Так как конденсатор подключён к источнику постоянного напряжения, напряжение $U$ между пластинами остаётся постоянным.
Электроёмкость конденсатора определяется по формуле

$C=\varepsilon_0\frac{S}{d},$

где $\varepsilon_0$ — электрическая постоянная, $S$ — площадь пластин, $d$ — расстояние между пластинами.

При уменьшении расстояния $d$ электроёмкость $C$ увеличивается.

Заряд конденсатора определяется по формуле

$q=CU.$

Так как напряжение $U$ остаётся постоянным, а электроёмкость $C$ увеличивается, заряд $q$ увеличивается.

Напряжённость электрического поля внутри конденсатора определяется по формуле

$E=\frac{U}{d}.$

Так как напряжение $U$ остаётся постоянным, а расстояние между пластинами уменьшается, напряжённость электрического поля $E$ увеличивается.

Энергия электрического поля конденсатора определяется по формуле

$W=\frac{CU^2}{2}.$

Так как напряжение $U$ остаётся постоянным, а электроёмкость $C$ увеличивается, энергия электрического поля $W$ увеличивается.

Ответ:

U

— остаётся постоянным;

C

— увеличивается;

q

— увеличивается;

E

— увеличивается;

W

— увеличивается.