题目
增大气体的压力,该气体的击穿场强会()。A. 增大B. 减小C. 不变D. 可能增大,可能减小
增大气体的压力,该气体的击穿场强会()。
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 可能增大,可能减小
题目解答
答案
A. 增大
解析
考查要点:本题主要考查气体击穿场强与气体压力之间的关系,涉及气体放电的基本原理。
解题核心思路:
气体的击穿场强与其密度密切相关。压力增大时,气体密度增加,单位体积内的原子数目增多。此时,电子在电场中加速时更容易与原子发生碰撞,导致碰撞电离更容易发生。因此,需要更高的电场强度才能维持放电过程,即击穿场强增大。
关键知识点:
- 击穿场强:气体被击穿所需的最小电场强度。
- 气体密度与压力的关系:在温度不变时,压力越大,气体密度越大(由理想气体定律推导)。
- 碰撞电离机制:密度越大,电子碰撞原子的几率越高,所需电场强度也越大。
气体击穿场强的定义:
当气体中的电场强度达到某一临界值时,气体由绝缘状态变为导电状态,这一临界值称为气体的击穿场强。
压力对气体密度的影响:
根据理想气体定律 $PV = nRT$,在温度 $T$ 不变时,压力 $P$ 与气体的物质的量密度 $n$ 成正比。因此,压力增大时,气体密度增大。
密度对击穿场强的影响:
- 碰撞电离的频率:密度越大,单位体积内的原子越多,电子在加速过程中更容易与原子碰撞,导致电离过程更快发生。
- 维持放电的条件:为了使碰撞电离产生的自由电子足够多以维持放电,需要更高的初始电场强度。因此,击穿场强随密度增大而增大。
结论:
压力增大导致密度增大,从而击穿场强增大,正确答案为 A。