21. Воспользовавшись оборудованием, представленным на рисунке а, учитель собрал модель плоского конденсатора (рисунок б), зарядил нижнюю пластину положительным зарядом, а корпус электрометра заземлил. Соединённая с корпусом электрометра верхняя пластина конденсатора приобрела отрицательный заряд, равный по модулю заряду нижней пластины. После этого учитель увеличил расстояние между пластинами (рисунок в). 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.

Показания электрометра увеличились.

1. Нижняя пластина заряжена положительно, а верхняя, соединённая с заземлённым корпусом электрометра, получает индуцированный отрицательный заряд. Это электростатическая индукция; заряды пластин равны по модулю.
2. При увеличении расстояния между пластинами ёмкость плоского конденсатора уменьшается: для пластин неизменной площади в воздухе (или вакууме) \(C=\varepsilon_0 S/d\).
3. Конденсатор изолирован, поэтому заряд пластин по модулю остаётся прежним. Из соотношения \(U=q/C\) следует: при уменьшении ёмкости и неизменном заряде напряжение между пластинами увеличивается.
4. Поскольку показания электрометра прямо пропорциональны этому напряжению, его показания также увеличиваются.

Ответ: показания электрометра увеличились.