№907 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

Рассмотрим вариант решения задания из учебника Рымкевич 10-11 класс, Дрофа: Если, не изменяя расстояния между разрядниками электрофорной машины и поддерживая примерно постоянную частоту обращения, отключить при помощи соединительного стержня конденсаторы (лейденские банки), то характер разряда существенно изменится: вместо мощной искры, проскакивающей через заметные промежутки времени, будет очень часто проскакивать слабая искра. Объяснить причину явления. При возможности проверьте на опыте.

Между разрядниками создаётся электрическое поле с напряжённостью

$$E=\frac{U}{d}$$

Так как расстояние между разрядниками не меняется, то для пробоя важно только напряжение $$U$$.

Напряжение на разрядниках электрофорной машины связано с зарядом и ёмкостью лейденских банок:

$$U=\frac{q}{C}$$

Если отключить конденсаторы, ёмкость системы резко уменьшается. Поэтому нужное для пробоя напряжение достигается быстрее, и искры проскакивают чаще. Но запас энергии при этом меньше:

$$W=\frac{CU^2}{2}$$

Следовательно, разряд становится не мощным, а слабым: энергия, выделяющаяся при каждом пробое, уменьшается, зато пробои происходят чаще.

Ответ: при отключении лейденских банок ёмкость уменьшается, напряжение пробоя достигается быстрее, поэтому искры становятся частыми, но слабыми.