Как изменится электроемкость плоского конденсатора, если расстояние между его пластинами увеличить в 2 раза и между ними поместить диэлектрик с диэлектрической проницаемостью е=4?

1. а) увеличится в 8 раз
2. б) увеличится в 2 раза
3. в) не изменится
4. г) уменьшится в 2 раза
5. д) уменьшится в 8 раз

Физика 11 класс Электрические цепи и конденсаторы электроёмкость конденсатора изменение электроемкости диэлектрик расстояние между пластинами диэлектрическая проницаемость Новый

Чтобы ответить на вопрос, сначала вспомним, как определяется электроемкость плоского конденсатора. Электроемкость (C) плоского конденсатора определяется по формуле:

C = (ε * S) / d

где:

• C - электроемкость конденсатора;
• ε - диэлектрическая проницаемость среды между пластинами;
• S - площадь пластин конденсатора;
• d - расстояние между пластинами конденсатора.

Теперь рассмотрим ситуацию, когда расстояние между пластинами увеличивается в 2 раза, а между ними помещается диэлектрик с диэлектрической проницаемостью ε = 4.

1. Сначала определим, как изменится электроемкость, если расстояние между пластинами увеличивается в 2 раза:

Если d увеличивается в 2 раза, то новое расстояние будет d' = 2d.

Подставляем это значение в формулу:

C' = (ε * S) / (2d)
2. Теперь учтем, что мы помещаем диэлектрик с ε = 4:

Тогда новое значение диэлектрической проницаемости будет:

ε' = 4 * ε0 (где ε0 - диэлектрическая проницаемость вакуума).

Подставим это значение в формулу для новой электроемкости:

C' = (4 * ε0 * S) / (2d)
3. Теперь упростим полученное выражение:
C' = (2 * ε0 * S) / d

Сравним новое значение электроемкости C' с исходным значением C:

C = (ε0 * S) / d

Таким образом, мы видим, что:

C' = 2 * C

Таким образом, электроемкость конденсатора увеличится в 2 раза. Правильный ответ - б) увеличится в 2 раза.