Вопрос:

Две параллельные металлические пластины, расположенные горизонтально, подключены к электрической схеме, приведённой на рисунке. Между пластинами находится в равновесии маленькое заряженное тело массой m и зарядом q.

Фотография

Ответ ассистента

1. **Анализ исходного состояния:** Тело массой $m$ и зарядом $q$ находится в равновесии. На него действуют две силы: сила тяжести $mg$ (направлена вниз) и сила электрического поля $F_{эл} = qE = q \cdot \frac{U}{d}$ (направлена вверх, где $U$ — напряжение на пластинах, $d$ — расстояние между ними). Условие равновесия: $mg = q \cdot \frac{U}{d}$. 2. **Анализ изменений в схеме:** Конденсатор (пластины) подключен параллельно резистору $R$. Напряжение на конденсаторе равно напряжению на резисторе $U = I \cdot R$. При сдвиге ползунка реостата влево его сопротивление $R_{рев}$ уменьшается. Согласно закону Ома для полной цепи, общее сопротивление цепи уменьшается, а сила тока в цепи $I_{общ} = \frac{\mathcal{E}}{R_{общ} + r}$ возрастает. Однако, в данной схеме (делитель напряжения/смешанное соединение) напряжение на параллельном участке (конденсатор и резистор $R$) определяется как $U = \mathcal{E} - I_{общ} \cdot r$. Так как общее сопротивление цепи уменьшается, а ток в цепи возрастает, падение напряжения на внутреннем сопротивлении $I_{общ} \cdot r$ увеличивается. Следовательно, напряжение $U$ на параллельном участке (и на конденсаторе) уменьшается. 3. **Итог:** Так как напряжение $U$ уменьшается, напряженность электрического поля $E = \frac{U}{d}$ также уменьшается. Сила электрического поля $F_{эл} = qE$ станет меньше силы тяжести $mg$. Равновесие нарушится, и тело под действием нескомпенсированной силы тяжести начнет двигаться **вниз**.

Другие решения

Что ещё задавали пользователи