Номер 2, страница 58, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

2. Меняя взаимно перекрываемую площадь пластин сконструированного вами конденсатора, определите, как меняется его емкость. Дайте объяснение вашему эксперименту.

2. При изменении взаимно перекрываемой площади пластин конденсатора его емкость меняется прямо пропорционально этой площади. То есть, при увеличении площади перекрытия пластин емкость конденсатора увеличивается, а при уменьшении площади — уменьшается.

Объяснение:

Электроемкость плоского конденсатора, которым является сконструированная модель, определяется формулой:

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

где:

$\text{C}$ – электроемкость конденсатора,

$\varepsilon$ – диэлектрическая проницаемость среды между пластинами (для воздуха $\varepsilon$ близка к 1),

$\varepsilon_0$ – электрическая постоянная (фундаментальная физическая константа, $\varepsilon_0 \approx 8.85 \cdot 10^{-12}$ Ф/м),

$\text{S}$ – площадь взаимного перекрытия пластин,

$\text{d}$ – расстояние между пластинами.

В рамках описываемого эксперимента мы изменяем только площадь взаимного перекрытия пластин $\text{S}$. Расстояние между пластинами $\text{d}$ и диэлектрик между ними (а значит, и его проницаемость $\varepsilon$) предполагаются неизменными. Величина $\varepsilon_0$ является константой по определению.

Из формулы видно, что емкость $\text{C}$ находится в прямой пропорциональной зависимости от площади $\text{S}$. Все остальные величины в правой части формулы ($\varepsilon, \varepsilon_0, d$) являются постоянным коэффициентом в данном эксперименте.

$C = k \cdot S$, где $k = \frac{\varepsilon \varepsilon_0}{d} = const$

Таким образом, теоретически предсказывается и экспериментально подтверждается, что уменьшение площади перекрытия $\text{S}$ (например, в 2 раза) приведет к пропорциональному уменьшению емкости $\text{C}$ (также в 2 раза), и наоборот.

Ответ: при увеличении взаимно перекрываемой площади пластин емкость конденсатора линейно увеличивается, а при уменьшении — линейно уменьшается. Зависимость является прямо пропорциональной.