Воспользовавшись оборудованием, представленным на рис. 1, учитель собрал модель плоского конденсатора (рис. 2), зарядил нижнюю пластину положительным зарядом, а корпус электрометра заземлил. Соединенная с корпусом электрометра верхняя пластина конденсатора приобрела отрицательный заряд, равный по модулю заряду нижней пластины. После этого учитель приподнял верхнюю пластину не смещая в бок относительно нижней (рис. 3). Как изменились при этом показания электрометра (увеличились, уменьшились, остались прежними)? Ответ поясните, указав, какие явления и закономерности вы использовали для объяснения. Показания электрометра в данном опыте прямо пропорциональны разности потенциалов между пластинами конденсатора.
1. Запишем формулы для нахождения емкости конденсатора:
где U — напряжение, S — площадь пластин, d — расстояние между пластинами.
2. Конденсатор не подключен к источнику тока, поэтому в данной схеме заряд на конденсаторе не изменяется (q = const).
3. Из равенства (1) получаем:
4. По условию изменяется только расстояние между пластинами d — оно увеличивается. Из формулы (2) видно, что при увеличении расстояния между пластинами растет напряжение. Показания электрометра изменяются по часовой стрелке.