题目
不改变电容器的几何形状,即要增大电容器的电容,又要使电容器不易被击穿,可以采用的办法是()。A. 将几个电容器串联B. 将几个电容器并联C. 用介电常数较大的电介质作电容器的绝缘层D. 无法实现
不改变电容器的几何形状,即要增大电容器的电容,又要使电容器不易被击穿,可以采用的办法是()。
A. 将几个电容器串联
B. 将几个电容器并联
C. 用介电常数较大的电介质作电容器的绝缘层
D. 无法实现
题目解答
答案
C. 用介电常数较大的电介质作电容器的绝缘层
解析
本题考查电容器电容的影响因素及击穿条件。核心思路是理解电容公式$C=\frac{\varepsilon S}{4\pi kd}$,其中$\varepsilon$为介电常数,$S$为极板面积,$d$为极板间距。题目要求不改变几何形状(即$S$和$d$不变),因此只能通过改变$\varepsilon$来增大电容。同时,电容器的击穿与电场强度有关,电场强度$E=\frac{V}{d}$,而介电常数$\varepsilon$越大,相同电压下电场强度越小,从而降低击穿风险。
选项分析
A. 将几个电容器串联
串联电容器的总电容为$\frac{1}{C_{\text{总}}} = \frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2} + \dots$,总电容减小,无法满足增大电容的要求,排除。
B. 将几个电容器并联
并联总电容为$C_{\text{总}} = C_1 + C_2 + \dots$,总电容增大。但并联时各电容器电压相同,若原电容器接近击穿电压,叠加后可能更容易击穿,且无法提升耐压能力,排除。
C. 用介电常数较大的电介质
增大介电常数$\varepsilon$可直接增大电容$C$。同时,电场强度$E=\frac{V}{\varepsilon d}$,$\varepsilon$增大使$E$减小,降低击穿风险,满足双重条件。
D. 无法实现
选项C已提供可行方案,排除。