题目
3,一空气平板电容器,联接在电源上,若先断开电源,然后再放入煤油中,那么()A. 电容器两极板间电压不变,两极板间电场强度增大B. 电容器两极板间电压及两极板间电场强度均增大C. 电容器两极板间电压不变,两极板间电场强度减小D. 电容器两极板间电压及两极板间电场强度均减小
3,一空气平板电容器,联接在电源上,若先断开电源,然后再放入煤油中,那么()
A. 电容器两极板间电压不变,两极板间电场强度增大
B. 电容器两极板间电压及两极板间电场强度均增大
C. 电容器两极板间电压不变,两极板间电场强度减小
D. 电容器两极板间电压及两极板间电场强度均减小
题目解答
答案
D. 电容器两极板间电压及两极板间电场强度均减小
解析
步骤 1：电容器的初始状态
电容器在空气中时，其电容为C0，电容器与电源连接，电源提供电压U0，电容器储存的电荷量为Q0 = C0 * U0。
步骤 2：断开电源
断开电源后，电容器储存的电荷量Q0保持不变，因为电荷不能瞬间流动。
步骤 3：放入煤油中
煤油的介电常数εr大于空气的介电常数，因此电容器的电容C变为C = C0 * εr。由于电荷量Q0不变，根据Q = C * U，电容器两极板间的电压U变为U = Q0 / C = Q0 / (C0 * εr) = U0 / εr。电场强度E = U / d，其中d为极板间距，因此电场强度E也减小为E = U / d = U0 / (εr * d)。
电容器在空气中时，其电容为C0，电容器与电源连接，电源提供电压U0，电容器储存的电荷量为Q0 = C0 * U0。
步骤 2：断开电源
断开电源后，电容器储存的电荷量Q0保持不变，因为电荷不能瞬间流动。
步骤 3：放入煤油中
煤油的介电常数εr大于空气的介电常数，因此电容器的电容C变为C = C0 * εr。由于电荷量Q0不变，根据Q = C * U，电容器两极板间的电压U变为U = Q0 / C = Q0 / (C0 * εr) = U0 / εr。电场强度E = U / d，其中d为极板间距，因此电场强度E也减小为E = U / d = U0 / (εr * d)。