Задание 21 ЕГЭ по физике · 758AC6
Ускорение пылинки в конденсаторе
Плоский конденсатор с длинными широкими горизонтальными пластинами подключён к источнику постоянного тока так, как показано на рисунке. Установка располагается в вакууме. Между пластинами находится положительно заряженная пылинка, которая движется вниз, разгоняясь, с ускорением g/2. Каким будет ускорение пылинки, если, не отключая конденсатор от источника, увеличить расстояние между пластинами в 2 раза?
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Источник постоянного тока остаётся подключённым, поэтому напряжение между пластинами не изменяется. При увеличении расстояния между пластинами в 2 раза напряжённость электрического поля уменьшается в 2 раза:
E=Ud,E′=E2
Так как пылинка положительно заряжена, электрическая сила направлена вверх, а сила тяжести — вниз. Изначальное ускорение направлено вниз и равно g/2:
g−aэл=g2
Отсюда начальное ускорение пылинки под действием электрической силы по модулю равно:
aэл=g2
После увеличения расстояния между пластинами в 2 раза электрическое ускорение также уменьшится в 2 раза:
aэл′=aэл2=g4
Новое результирующее ускорение направлено вниз и равно разности ускорения свободного падения и электрического ускорения:
a′=g−g4=3g4
E=Ud,E′=E2
Так как пылинка положительно заряжена, электрическая сила направлена вверх, а сила тяжести — вниз. Изначальное ускорение направлено вниз и равно g/2:
g−aэл=g2
Отсюда начальное ускорение пылинки под действием электрической силы по модулю равно:
aэл=g2
После увеличения расстояния между пластинами в 2 раза электрическое ускорение также уменьшится в 2 раза:
aэл′=aэл2=g4
Новое результирующее ускорение направлено вниз и равно разности ускорения свободного падения и электрического ускорения:
a′=g−g4=3g4
Пример ответа
Ускорение пылинки будет направлено вниз и равно 3g/4.
Источник: Открытый банк ФИПИ 758AC6
Похожие задания
21В 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 · 0B795A21Батарея из четырёх конденсаторов электроёмкостью С1 = 2С, С2 = С, С3 = 4С и С4 = 2С подключена к источнику…Энергия батареи конденсаторов · 0C59AA
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.