Задание 21 ЕГЭ по физике · 74FB1A
Диэлектрик в конденсаторе
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 поместил между пластинами конденсатора стеклянную пластину (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
Стекло является диэлектриком. При внесении стеклянной пластины между обкладками происходит поляризация диэлектрика: на его поверхностях возникают связанные заряды, ослабляющие электрическое поле внутри конденсатора.
Для плоского конденсатора внесение диэлектрика увеличивает ёмкость в несколько раз: C=ε0εSd, где относительная диэлектрическая проницаемость стекла ε>1.
Cпосле>Cдо
Нижняя пластина изолирована, поэтому её заряд не изменяется. Следовательно, модуль заряда конденсатора остаётся постоянным: Q=const. Разность потенциалов между пластинами определяется формулой U=QC.
Uпосле=QCпосле<QCдо=Uдо
Показания электрометра прямо пропорциональны разности потенциалов между пластинами. Поэтому при уменьшении разности потенциалов показания электрометра также уменьшаются.
Для плоского конденсатора внесение диэлектрика увеличивает ёмкость в несколько раз: C=ε0εSd, где относительная диэлектрическая проницаемость стекла ε>1.
Cпосле>Cдо
Нижняя пластина изолирована, поэтому её заряд не изменяется. Следовательно, модуль заряда конденсатора остаётся постоянным: Q=const. Разность потенциалов между пластинами определяется формулой U=QC.
Uпосле=QCпосле<QCдо=Uдо
Показания электрометра прямо пропорциональны разности потенциалов между пластинами. Поэтому при уменьшении разности потенциалов показания электрометра также уменьшаются.
Пример ответа
Показания электрометра уменьшились, поскольку внесение стеклянной пластины увеличило ёмкость конденсатора при неизменном заряде нижней пластины, а значит, уменьшило разность потенциалов между пластинами.
Источник: Открытый банк ФИПИ 74FB1A
Похожие задания
21Две плоские пластины конденсатора, закреплённые на изолирующих штативах, расположили на небольшом расстоянии…Диэлектрик в конденсаторе · 98788621В опыте по изучению фотоэффекта катод освещается зелёным светом, в результате чего в цепи возникает ток (рис.…Изменение фототока при фиолетовом свете · 00B1EF21Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 2 см друг от…Равновесие капли в конденсаторе · 075D3921К колебательному контуру подсоединили источник тока, на клеммах которого напряжение гармонически меняется с…Зависимость тока от индуктивности · 0A303921На рисунке 1 приведена зависимость внутренней энергии U 1 моль идеального одноатомного газа от его давления р…Переход из координат U–p в p–V · 0A953321Линзу удерживают на расстоянии 3 см от тетрадного листа с клетками, на котором нарисованы направленные в одну…Определение фокусного расстояния линзы · 0B795A
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.