题目
将两个压电元件的不同极性粘结在一起构成“串联”,关于该种连接方式下列描述正确的是A. 电容量变一半B. 电荷量增加了一倍C. 总电容量也增加了一倍D. 输出电压却增大了一倍
将两个压电元件的不同极性粘结在一起构成“串联”,关于该种连接方式下列描述正确的是
A. 电容量变一半
B. 电荷量增加了一倍
C. 总电容量也增加了一倍
D. 输出电压却增大了一倍
题目解答
答案
D. 输出电压却增大了一倍
解析
本题考查压电元件串联连接的特性,解题思路是根据压电元件串联时电容、电荷量和电压的相关公式来分析各选项的正确性。
1. 分析压电元件串联时电容的变化
设两个压电元件的电容分别为$C_1$和$C_2$,当它们串联时,根据串联电容的计算公式$\frac{1}{C}=\frac{1}{C_1}+\frac{1}{C_2}$。
若两个压电元件相同,即$C_1 = C_2 = C_0$,则$\frac{1}{C}=\frac{1}{C_0}+\frac{1}{C_0}=\frac{2}{C_0}$,解得$C = \frac{C_0}{2}$。
这表明串联后电容量变为原来的一半,而不是增加一倍,所以选项A正确,选项C错误。
2. 分析压电元件串联时电荷量的变化
在压电元件中,电荷量$Q = CU$($U$为电压)。当两个压电元件串联时,由于串联电路中各处的电荷量相等,所以串联后电荷量不变,而不是增加一倍,选项B错误。
3. 分析压电元件串联时电压的变化
设两个压电元件产生的电压分别为$U_1$和$U_2$,当它们串联时,总电压$U = U_1 + U_2$。
若两个压电元件相同,即$U_1 = U_2 = U_0$,则$U = U_0 + U_0 = 2U_0$。
这表明串联后输出电压增大了一倍,选项D正确。