题目
C1和C2两空气电容器串联起来接上电源充电.然后将电源断开,再把一电介质板插入C1中,则A. C1上电势差减小,C2上电势差增大.B. C1上电势差减小,C2上电势差不变.C. C1上电势差增大,C2上电势差减小.D. C1上电势差增大,C2上电势差不变.
C1和C2两空气电容器串联起来接上电源充电.然后将电源断开,再把一电介质板插入C1中,则
A. C1上电势差减小,C2上电势差增大.
B. C1上电势差减小,C2上电势差不变.
C. C1上电势差增大,C2上电势差减小.
D. C1上电势差增大,C2上电势差不变.
题目解答
答案
B. C1上电势差减小,C2上电势差不变.
解析
考查要点:本题主要考查串联电容器的电荷量关系、电容变化对电势差的影响,以及插入电介质时的电容变化规律。
解题核心思路:
- 串联电容器的电荷量相等,即电源断开后,电荷量Q保持不变。
- 插入电介质会使C1的电容增大,而C2的电容不变。
- 根据公式$U = \frac{Q}{C}$,电容增大时电势差减小,电容不变时电势差不变。
破题关键点:
- 明确串联电容器的电荷量守恒。
- 理解插入电介质对电容的影响(电容增大)。
- 应用电势差公式分析各电容器的电势差变化。
串联电容器的电荷量守恒
当电源断开后,电容器C1和C2的总电荷量$Q$保持不变,且串联电容器的电荷量相等,即$Q_1 = Q_2 = Q$。
插入电介质对C1的影响
插入电介质后,C1的电容增大(公式$C = \frac{\varepsilon S}{4\pi kd}$,$\varepsilon$增大)。根据电势差公式:
$U_1 = \frac{Q}{C_1}$
由于$C_1$增大,$U_1$会减小。
C2的电势差分析
C2的电容未发生变化,且电荷量$Q_2 = Q$保持不变,因此:
$U_2 = \frac{Q}{C_2}$
$U_2$不变。