Question

Необходимо экспериментально исследовать зависимость электроёмкости плоского конденсатора от расстояния между его пластинами. На всех рисунках $S$ — площадь пластин конденсатора, $d$ — расстояние между пластинами, $\varepsilon$ — диэлектрическая проницаемость среды между пластинами. Какие два конденсатора следует использовать для проведения такого исследования? Запишите в ответе номера выбранных конденсаторов.

![](изображение с пятью конденсаторами)

Рисунок

![](изображение с пятью конденсаторами)

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/rehi7rUb96cqTc0V71zmJIR2cZ6RB0NNaFGwMdfs.webp)

Accepted Answer

24

Answer

Идея решения: для изучения зависимости ёмкости от расстояния между пластинами необходимо выбрать конденсаторы, у которых все остальные параметры (площадь пластин и диэлектрическая проницаемость) остаются неизменными, а расстояние варьируется.

Формула ёмкости плоского конденсатора:

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

Из формулы видно, что ёмкость обратно пропорциональна расстоянию $d$ между пластинами. Чтобы исследовать эту зависимость, нужно изменять только $d$, сохраняя $S$ и $\varepsilon$ постоянными.

Анализ конденсаторов:
- Конденсатор 1: $\varepsilon_1$, $S_1$, $d_1$
- Конденсатор 2: $\varepsilon_2$, $S_1$, $d_2$ (площадь совпадает с конденсатором 1, но $\varepsilon_2 
eq \varepsilon_1$)
- Конденсатор 3: $\varepsilon_1$, $S_2$, $d_1$ (диэлектрик совпадает с конденсатором 1, но площадь отличается)
- Конденсатор 4: $\varepsilon_2$, $S_1$, $d_1$ (площадь совпадает с конденсаторами 1 и 2, но диэлектрик отличается)
- Конденсатор 5: $\varepsilon_3$, $S_2$, $d_2$

Конденсаторы 2 и 4 имеют одинаковую площадь пластин $S_1$ и одинаковое расстояние $d_1$, но разные диэлектрики — они не подходят для исследования зависимости от $d$.

Конденсаторы 2 и 4 имеют площадь $S_1$ и диэлектрик $\varepsilon_2$, но расстояния $d_2$ и $d_1$ соответственно. Это позволяет варьировать расстояние при неизменных $S$ и $\varepsilon$.

Задание №20Методы научного познанияЕГЭ по физике