Решение: Изменение параметров конденсатора
Плоский конденсатор, у которого зазор между обкладками заполнен диэлектриком, подключён к источнику постоянного напряжения. Как изменятся в результате удаления диэлектрика из зазора напряжённость электрического поля в зазоре между обкладками конденсатора и энергия конденсатора?
Решение по шагам
4 шагаКонденсатор подключён к источнику постоянного напряжения, поэтому напряжение $U$ между обкладками остаётся постоянным. Геометрические размеры конденсатора также не изменяются.
$$U = \text{const}, \quad d = \text{const}$$Напряжённость однородного поля между обкладками равна отношению напряжения к расстоянию между обкладками. Следовательно, при удалении диэлектрика она не изменится.
$$E = \dfrac{U}{d} = \text{const}$$После удаления диэлектрика диэлектрическая проницаемость уменьшается, поэтому уменьшается ёмкость конденсатора.
$$C = \varepsilon_0 \varepsilon \dfrac{S}{d}$$При постоянном напряжении энергия конденсатора пропорциональна его ёмкости, поэтому энергия уменьшится.
$$W = \dfrac{CU^2}{2}$$Где здесь ошибаются
Считать, что напряжённость поля уменьшится вместе с диэлектрической проницаемостью, не учитывая постоянство напряжения источника.
Использовать формулу энергии $W = \dfrac{q^2}{2C}$, забыв, что при подключении к источнику постоянным остаётся напряжение, а не заряд.