Задание 20 ЕГЭ по физике · задача E74BD4
Необходимо экспериментально изучить зависимость электроёмкости плоского конденсатора от расстояния между его пластинами. На всех представленных ниже рисунках S – площадь пластин конденсатора, d – расстояние между пластинами конденсатора, ε – диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей пространство между пластинами. Какие два конденсатора следует использовать для проведения такого исследования?
| 1) |
| |
| 2) |
| |
| 3) |
| |
| 4) |
| |
| 5) |
|
Показать ответ и разбор
Ответ: 35 (номера 3 и 5)
Разбор
Ёмкость плоского конденсатора определяется формулой
$C = \varepsilon_{0} \varepsilon S / d$.
Чтобы изучить зависимость C только от расстояния d, нужно оставить неизменными $\varepsilon$ и S, а менять только d.
Посмотрим на варианты:
• 1 и 2 — одинаковая площадь $S_{1}$, но разная $\varepsilon$.
• 3 и 5 — одинаковая $\varepsilon_{2}$ и одинаковая площадь $S_{3}$, расстояния разные $(d_{1}$ и $d_{2})$.
• Остальные пары тоже меняют либо $\varepsilon$, либо S.
Поэтому для эксперимента берём конденсаторы 3 и 5: измеряем их ёмкости при разных d и видим, как C зависит от расстояния между пластинами.
$C = \varepsilon_{0} \varepsilon S / d$.
Чтобы изучить зависимость C только от расстояния d, нужно оставить неизменными $\varepsilon$ и S, а менять только d.
Посмотрим на варианты:
• 1 и 2 — одинаковая площадь $S_{1}$, но разная $\varepsilon$.
• 3 и 5 — одинаковая $\varepsilon_{2}$ и одинаковая площадь $S_{3}$, расстояния разные $(d_{1}$ и $d_{2})$.
• Остальные пары тоже меняют либо $\varepsilon$, либо S.
Поэтому для эксперимента берём конденсаторы 3 и 5: измеряем их ёмкости при разных d и видим, как C зависит от расстояния между пластинами.