Задание 21 ЕГЭ по физике · 28111A
Качественная задача: электричество и магнетизм
Воспользовавшись оборудованием, представленным на рис. 1, учитель собрал модель плоского конденсатора (рис. 2), зарядил нижнюю пластину положительным зарядом, а корпус электрометра заземлил. Соединённая с корпусом электрометра верхняя пластина конденсатора приобрела отрицательный заряд, равный по модулю заряду нижней пластины. После этого учитель сместил одну пластину относительно другой не изменяя расстояния между ними (рис. 3). Как изменились при этом показания электрометра (увеличились, уменьшились, остались прежними)? Ответ поясните, указав, какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения. Показания электрометра в данном опыте прямо пропорциональны разности потенциалов между пластинами конденсатора.
Рис. 1
Рис. 2
Рис. 3
Рис. 3
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
При смещении одной пластины относительно другой площадь их взаимного перекрытия уменьшается. Расстояние между пластинами остаётся постоянным.
Электроёмкость плоского конденсатора определяется формулой
C=εε0Sd
Так как площадь перекрытия пластин S уменьшилась, электроёмкость конденсатора уменьшилась.
Нижняя пластина изолирована, поэтому её заряд q остаётся постоянным. Разность потенциалов между пластинами равна
U=qC
При постоянном заряде и уменьшении электроёмкости разность потенциалов U увеличивается. Показания электрометра прямо пропорциональны этой разности потенциалов, поэтому они увеличиваются.
Электроёмкость плоского конденсатора определяется формулой
C=εε0Sd
Так как площадь перекрытия пластин S уменьшилась, электроёмкость конденсатора уменьшилась.
Нижняя пластина изолирована, поэтому её заряд q остаётся постоянным. Разность потенциалов между пластинами равна
U=qC
При постоянном заряде и уменьшении электроёмкости разность потенциалов U увеличивается. Показания электрометра прямо пропорциональны этой разности потенциалов, поэтому они увеличиваются.
Пример ответа
Показания электрометра увеличились: площадь перекрытия пластин и электроёмкость уменьшились, а при постоянном заряде разность потенциалов увеличилась.
Источник: Открытый банк ФИПИ 28111A
Похожие задания
21В классе при электрическом освещении лампами накаливания показали опыт: цинковый шар электрометра зарядили…Качественная задача: электричество и магнетизм · 6090EE21К колебательному контуру подсоединили источник тока, на клеммах которого напряжение гармонически меняется с…Качественная задача: электричество и магнетизм · 783B4421В нижней половине незаряженного металлического шара располагается крупная шарообразная полость, заполненная…Качественная задача: электричество и магнетизм · 7B989C21В схеме на рисунке сопротивление резистора и полное сопротивление реостата равны R, ЭДС батарейки равна E, её…Качественная задача: электричество и магнетизм · 7ED51F21На рисунке изображены две электрические цепи. Первая содержит последовательно соединённые источник тока (1)…Качественная задача: электричество и магнетизм · C12FB321В опыте по изучению фотоэффекта катод освещается зелёным светом, в результате чего в цепи возникает ток (рис.…Изменение фототока при фиолетовом свете · 00B1EF
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.