Question

Требуется 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 необходимо выбрать для проведения такого исследования?

Рисунок

![](image)

![Рисунок](https://afb4a530-22b8-416e-b47b-cdbbbe63bf2f.selstorage.ru/files/Oda8zobxMFRKXO8FWwRkWKrYJ08CzodrHdwLfHYh.webp)

Accepted Answer

35

Answer

Идея решения: для изучения зависимости ёмкости от расстояния между пластинами нужно выбрать два конденсатора, которые отличаются только значением $d$, а все остальные параметры ($S$ и $\varepsilon$) остаются неизменными.

Формула ёмкости плоского конденсатора:

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

Из этого выражения видно, что при фиксированных $\varepsilon$ и $S$ ёмкость обратно пропорциональна расстоянию $d$.

Проанализируем каждый конденсатор:

1) Конденсатор 1: $\varepsilon_1$, $S_1$, $d_1$.
2) Конденсатор 2: $\varepsilon_2$, $S_1$, $d_2$ — отличается только $d$ и $\varepsilon$.
3) Конденсатор 3: $\varepsilon_2$, $S_2$, $d_1$ — отличается $\varepsilon$ и $S$.
4) Конденсатор 4: $\varepsilon_1$, $S_2$, $d_2$ — отличается $S$ и $d$.
5) Конденсатор 5: $\varepsilon_2$, $S_2$, $d_2$ — отличается все три параметра.

Для чистого исследования зависимости $C(d)$ необходимо, чтобы $\varepsilon$ и $S$ были одинаковыми. Конденсаторы 3 и 5 имеют одинаковые $\varepsilon_2$ и $S_2$, но различаются расстояниями $d_1$ и $d_2$. Это позволяет изучить влияние только расстояния на ёмкость.

Задание №20Методы научного познанияЕГЭ по физике