Question

Две параллельные металлические пластины больших размеров расположены на расстоянии $d$ друг от друга и подключены к источнику постоянного напряжения (рис. 1). Пластины закрепили на изолирующих подставках, и спустя длительное время отключили от источника (рис. 2).

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/6tSf3nYe6l1q9yKTUszkv6p2qebkPJkEz2OWnTic.jpg)

Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения.

1) Напряжённость электрического поля в точке А больше, чем в точке В.
2) Потенциал электрического поля в точке А больше, чем в точке С.
3) Если увеличить расстояние между пластинами $d$, то напряжённость электрического поля в точке С не изменится.
4) Если уменьшить расстояние между пластинами $d$, то заряд правой пластины не изменится.
5) Если пластины полностью погрузить в керосин, то энергия электрического поля конденсатора останется неизменной.

Accepted Answer

34

Answer

Идея решения: после отключения конденсатора от источника заряд на пластинах остаётся постоянным; проанализируем изменение каждой величины при изменении геометрии и диэлектрика.

**Исходное состояние (рис. 2):** конденсатор отключён, поэтому $q = 	ext{const}$.

**Утверждение 1.** Напряжённость поля в однородном конденсаторе одинакова во всех точках между пластинами:
$$E = \frac{U}{d} = \frac{q}{Cd}$$
Точки А и В находятся между пластинами, поэтому $E_A = E_B$. Утверждение **неверно**.

**Утверждение 2.** Потенциал убывает от положительной пластины к отрицательной. Точка А расположена ближе к отрицательной пластине, чем точка С, поэтому $\varphi_A < \varphi_C$. Утверждение **неверно**.

**Утверждение 3.** При увеличении $d$ (конденсатор отключён, $q = 	ext{const}$):
$$E = \frac{q}{\varepsilon_0 S}$$
Напряжённость зависит только от поверхностной плотности заряда и не зависит от расстояния между пластинами. Поэтому $E$ не изменится. Утверждение **верно**.

**Утверждение 4.** При уменьшении $d$ (конденсатор отключён, $q = 	ext{const}$): заряд на каждой пластине остаётся неизменным, так как система изолирована. Утверждение **верно**.

**Утверждение 5.** При погружении в керосин (конденсатор отключён, $q = 	ext{const}$):
$$W = \frac{q^2}{2C}$$
Ёмкость увеличивается в $\varepsilon$ раз: $C' = \varepsilon C$, где $\varepsilon \approx 2$ для керосина.
$$W' = \frac{q^2}{2\varepsilon C} = \frac{W}{\varepsilon}$$
Энергия уменьшится. Утверждение **неверно**.

Задание №14Электродинамика: поля и токиЕГЭ по физике