题目
8.一个平行板电容器,充电后与电源断开,当用绝缘手柄将电容器两极板间距离拉大,则两极板间的电势差 U、电场强度的大小 E、电场能量 W 将发生如下变化()A. U 减小, E 减小,W 减小B. U 增大, E 增大, W 增大C. U 增大, E 不变, W 增大D. U 减小, E 不变, W 不变
8.一个平行板电容器,充电后与电源断开,当用绝缘手柄将电容器两极板间距离拉大,则两极板间的电势差 U、电场强度的大小 E、电场能量 W 将发生如下变化()
A. U 减小, E 减小,W 减小
B. U 增大, E 增大, W 增大
C. U 增大, E 不变, W 增大
D. U 减小, E 不变, W 不变
题目解答
答案
C. U 增大, E 不变, W 增大
解析
步骤 1:分析电势差 U 的变化
当电容器充电后与电源断开,电容器的电量 Q 保持不变。根据电容器的电容公式 C = ε₀A/d,其中 A 是极板面积,d 是极板间距离,ε₀ 是真空介电常数。当 d 增大时,电容 C 减小。根据电势差公式 U = Q/C,当 Q 不变而 C 减小时,U 增大。
步骤 2:分析电场强度 E 的变化
电场强度 E 与电势差 U 和极板间距离 d 的关系为 E = U/d。当 U 增大而 d 也增大时,E 的变化取决于 U 和 d 的变化比例。由于电容器的电量 Q 不变,电场强度 E = Q/(ε₀A) 与极板间距离 d 无关,因此 E 不变。
步骤 3:分析电场能量 W 的变化
电场能量 W 与电容 C 和电势差 U 的关系为 W = 1/2CU²。当 C 减小而 U 增大时,W 的变化取决于 C 和 U² 的变化比例。由于 U² 的增加大于 C 的减少,因此 W 增大。
当电容器充电后与电源断开,电容器的电量 Q 保持不变。根据电容器的电容公式 C = ε₀A/d,其中 A 是极板面积,d 是极板间距离,ε₀ 是真空介电常数。当 d 增大时,电容 C 减小。根据电势差公式 U = Q/C,当 Q 不变而 C 减小时,U 增大。
步骤 2:分析电场强度 E 的变化
电场强度 E 与电势差 U 和极板间距离 d 的关系为 E = U/d。当 U 增大而 d 也增大时,E 的变化取决于 U 和 d 的变化比例。由于电容器的电量 Q 不变,电场强度 E = Q/(ε₀A) 与极板间距离 d 无关,因此 E 不变。
步骤 3:分析电场能量 W 的变化
电场能量 W 与电容 C 和电势差 U 的关系为 W = 1/2CU²。当 C 减小而 U 增大时,W 的变化取决于 C 和 U² 的变化比例。由于 U² 的增加大于 C 的减少,因此 W 增大。