Решение: Зависимость ёмкости от площади
Ученику необходимо на опыте обнаружить зависимость электроёмкости плоского конденсатора от площади его пластин. У него имеется пять конденсаторов, характеристики которых приведены в таблице. Какие два конденсатора необходимо взять ученику, чтобы провести этот опыт?
| № конденсатора | Расстояние между пластинами, мм | Площадь пластин, см$^2$ | Диэлектрик, заполняющий пространство между пластинами |
|---|---|---|---|
| 1 | 0,5 | 20 | парафин |
| 2 | 0,4 | 30 | слюда |
| 3 | 0,4 | 20 | слюда |
| 4 | 0,6 | 10 | парафин |
| 5 | 0,6 | 10 | слюда |
Решение по шагам
3 шагаЁмкость плоского конденсатора определяется формулой:
$$C = \varepsilon_0 \varepsilon \dfrac{S}{d}$$Чтобы исследовать зависимость ёмкости от площади пластин, расстояние между пластинами и диэлектрик должны быть одинаковыми, а площадь — различаться.
У конденсаторов 2 и 3 расстояние между пластинами одинаково и равно $0{,}4$ мм, диэлектрик одинаков — слюда. Площади пластин различаются: $30$ см$^2$ и $20$ см$^2$.
Где здесь ошибаются
Выбирают конденсаторы с одинаковой площадью пластин.
Не учитывают, что диэлектрик и расстояние между пластинами должны быть постоянными.