Номер 8, страница 341 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Электростатика. Глава 8. Свойства электрического поля. Параграф 41. Электроёмкость. Энергия электрического поля - номер 8, страница 341.

Условие.

8. Пластины плоского конденсатора раздвигают при неизменной разности потенциалов между ними (например, его пластины подключены к полюсам батарейки). Как изменяется при этом заряд на пластинах?

Решение.

Дано:

Плоский конденсатор

Разность потенциалов $U = \text{const}$

Расстояние между пластинами $\text{d}$ увеличивается

Найти:

Как изменится заряд $\text{q}$ на пластинах?

Решение:

Электроёмкость плоского конденсатора определяется по формуле:

$C = \frac{\varepsilon \varepsilon_0 S}{d}$

где $\varepsilon$ – диэлектрическая проницаемость среды между пластинами, $\varepsilon_0$ – электрическая постоянная, $\text{S}$ – площадь пластин, $\text{d}$ – расстояние между пластинами.

По условию задачи, пластины конденсатора раздвигают, следовательно, расстояние $\text{d}$ между ними увеличивается. Так как ёмкость $\text{C}$ обратно пропорциональна расстоянию $\text{d}$, то при увеличении $\text{d}$ электроёмкость конденсатора уменьшается.

Заряд на пластинах конденсатора связан с его ёмкостью и разностью потенциалов (напряжением) между пластинами соотношением:

$q = C \cdot U$

Поскольку конденсатор подключен к источнику постоянного напряжения (батарейке), разность потенциалов $\text{U}$ на его пластинах остается неизменной. Так как ёмкость $\text{C}$ уменьшается, а напряжение $\text{U}$ постоянно, то из формулы следует, что заряд $\text{q}$ на пластинах также уменьшается.

Часть заряда стечет с пластин обратно в источник тока, чтобы поддерживать постоянную разность потенциалов при новой, меньшей ёмкости.

Ответ: Заряд на пластинах конденсатора уменьшится.