14. Электродинамика: анализ физических процессов: #205988
Плоский воздушный конденсатор емкостью $C_0,$ подключенный к источнику постоянного напряжения, состоит из двух металлических пластин, находящихся на расстоянии $d_0$ друг от друга. Расстояние между пластинами меняется со временем так, как показано на графике.
Выберите все верные утверждения.
УТВЕРЖДЕНИЯ
$1)$ В момент времени $t_4$ емкость конденсатора увеличилась в $5$ раз по сравнению с первоначальной.
$2)$ В интервале времени от $t_1$ до $t_4$ заряд конденсатора возрастает.
$3)$ В интервале времени от $t_1$ до $t_4$ энергия конденсатора равномерно уменьшается.
$4)$ В промежутке времени от $t_1$ до $t_4$ напряженность электрического поля между пластинами конденсатора остается постоянной.
$5)$ В промежутке времени от $t_1$ до $t_4$ напряженность электрического поля между пластинами конденсатора убывает.
1. Емкость плоского конденсатора определяется формулой:
$$C = \frac{\varepsilon_0 S}{d}$$ где $d$ — расстояние между пластинами.
Если в момент $t_4$ расстояние уменьшилось в $5$ раз, то емкость увеличилась в $5$ раз:
$$C(t_4) = \frac{\varepsilon_0 S}{d_0/5} = 5C_0.$$ Вывод: утверждение верное.
2. Заряд конденсатора:
$$q = CU.$$ При постоянном напряжении $U$ и возрастающей емкости $C$ заряд $q$ увеличивается.
Вывод: утверждение верное.
3. Энергия конденсатора:
$$W = \frac{CU^2}{2}$$ При возрастающей емкости $C$ и постоянном $U$ энергия $W$ увеличивается, а не уменьшается.
Вывод: утверждение неверное.
4. Напряженность поля в конденсаторе:
$$E = \frac{U}{d}.$$ При уменьшении расстояния $d$ напряженность $E$ возрастает.
Вывод: утверждение неверное.
5. Напряженность поля в конденсаторе:
$$E = \frac{U}{d}.$$ При уменьшении $d$ напряженность $E$ возрастает.
Вывод: утверждение неверное.