Решение: Энергия заряженного конденсатора
Две параллельные металлические пластины больших размеров расположены на расстоянии $d$ друг от друга и подключены к источнику постоянного напряжения (см. рисунок). Из приведённого списка выберите два правильных утверждения.
Решение по шагам
5 шаговМежду большими параллельными пластинами поле однородно, поэтому напряжённость в точках $A$, $B$ и $C$ одинакова. Утверждение 1 неверно.
$$E = \dfrac{U}{d}$$Левая пластина подключена к положительному полюсу источника, поэтому потенциал точки $B$ выше потенциала точки $C$, а не ниже. Утверждение 2 неверно.
При постоянном напряжении увеличение расстояния между пластинами уменьшает напряжённость поля: $E = U/d$. Утверждение 3 неверно.
Ёмкость плоского конденсатора $C = \varepsilon \varepsilon_0 S/d$. При уменьшении расстояния $d$ ёмкость увеличивается. Так как напряжение постоянно, заряд $q = CU$ также увеличивается. Утверждение 4 верно.
$$q = CU = \dfrac{\varepsilon \varepsilon_0 S U}{d}$$Керосин увеличивает диэлектрическую проницаемость и ёмкость конденсатора. При подключённом источнике напряжение постоянно, поэтому энергия увеличивается.
$$W = \dfrac{CU^2}{2}$$Где здесь ошибаются
Считать, что напряжённость внутри конденсатора зависит от положения точки между пластинами.
Использовать формулу энергии $W = q^2/(2C)$, забывая, что конденсатор подключён к источнику постоянного напряжения.
Полагать, что при уменьшении расстояния между пластинами заряд уменьшается.