Карточки
Тесты
Главная
Курсы
Подписка
14. Электродинамика: анализ физических процессов: #216759
Плоский воздушный конденсатор емкостью $C_0,$ подключенный к источнику постоянного напряжения, состоит из двух металлических пластин. Площадь перекрытия пластин меняется со временем так, как показано на графике.
Выберите все верные утверждения, описывающие состояние конденсатора в процессе наблюдений. Запишите номера верных утверждений.
$1)$ В интервале времени от $0$ до $t_3$ напряженность электрического поля между пластинами конденсатора не изменяется.
$2)$ В интервале времени от $t_1$ до $t_3$ напряженность электрического поля между пластинами конденсатора увеличивается в $2$ раза.
$3)$ В момент времени $t_4$ заряд конденсатора увеличился в $5$ раз по сравнению с первоначальным.
$4)$ Емкость конденсатора в течение всего времени наблюдения уменьшается.
$5)$ Энергия конденсатора в течение всего времени наблюдения не изменяется.
$1)$ Верно. Конденсатор подключен к источнику постоянного напряжения, значит напряжение на пластинах $U$ не меняется. При фиксированном расстоянии между пластинами $d$ напряженность поля между пластинами равна $$E=\dfrac{U}{d}$$ и остается постоянной, поэтому утверждение $1)$ истинно.
$2)$ Неверно. Поскольку напряжение источника постоянно, напряженность поля $E$ не меняется ни в одном из интервалов времени, поэтому утверждение $2)$ ложно.
$3)$ Верно. Для плоского конденсатора при расстоянии $d$ между пластинами и площади перекрытия $S$ емкость равна $$C=\varepsilon_0\dfrac{S}{d}$$ Если площадь пластины увеличилась в $5$ раз, то емкость $C$ также увеличилась в $5$ раз. Так как при подключении к источнику постоянного напряжения заряд конденсатора равен $$q=CU$$ при увеличении $C$ в $5$ раз заряд $q$ увеличится в 5 раз. Значит утверждение $3)$ истинно.
$4)$ Неверно. Как указано выше, площадь перекрытия пластин растет в процессе наблюдения, поэтому емкость увеличивается, а не уменьшается, и утверждение $4)$ ложно.
$5)$ Неверно. Энергия заряженного конденсатора при заданном напряжении равна $$W=\dfrac{1}{2}CU^2$$ При увеличении емкости $C$ энергия $W$ пропорционально увеличивается, поэтому энергия не остается неизменной, и утверждение $5)$ ложно.
20
