Плоский воздушный конденсатор подключили к источнику постоянного напряжения и зарядили

21 задание ЕГЭ 2024 физика

Плоский воздушный конденсатор подключили к источнику постоянного напряжения и зарядили, а затем отключили от источника. После этого уменьшили расстояние между его пластинами в 1,5 раза. Во сколько раз при этом изменилась энергия электрического поля, накопленная конденсатором? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

Разбор задания

1. Электроемкость плоского воздушного конденсатора определяется соотношением

C1 = ε0S/d

ε0 — электрическая постоянная
S — площадь пластин конденсатора
d — расстояние между пластинами

При уменьшении расстояния между пластинами конденсатора в 1,5 раза его электроемкость согласно формуле увеличивается в 1,5 раза.

C2 = ε0S/d2 = 1,5ε0S/d = 1,5C1

2. Поскольку конденсатор изолирован, согласно закону сохранения электрического заряда его заряд остается постоянным: q = const.

3. Энергия конденсатора определяется в двух состояниях соотношениями

W1 = q2/2C1 и W2 = q2/2C2 = q2/3C1 = W1/1,5

4. Таким образом, при уменьшении расстояния между пластинами конденсатора накопленная в нем энергия уменьшается в 1,5 раза.

Опубликовано: 04.12.2023 Обновлено: 04.12.2023
Поделись с друзьями

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

5 × два =