题目
真空平行板电容器两极板间插入一个绝缘体储能增大,还是减小?A.增大 B.减小
真空平行板电容器两极板间插入一个绝缘体储能增大,还是减小?
A.增大
B.减小
题目解答
答案
当在真空平行板电容器两极板间插入一个绝缘体时,电容器的电容会增大。
电容的储能公式为
,其中 C 是电容, U 是两极板间的电压。
由于插入绝缘体后电容 C 增大,而在这个过程中,两极板间的电压 U 不变。
所以储能 W 增大。
答案是 A.
解析
考查要点:本题主要考查电容器的电容变化对储能的影响,需结合电容公式和储能公式的应用,明确不同条件下(电压或电荷是否变化)的判断方法。
解题核心思路:
- 确定电容变化:插入绝缘体(电介质)会使电容增大(公式 $C = \dfrac{\varepsilon S}{4\pi kd}$,$\varepsilon$ 增大)。
- 判断保持量:若题目未明确说明,默认电容器与电源保持连接,电压 $U$ 不变。
- 代入储能公式:$W = \dfrac{1}{2}CU^2$,因 $C$ 增大且 $U$ 不变,故储能增大。
破题关键:
- 明确插入电介质时电容的变化方向。
- 根据题意隐含条件(电压不变)选择储能公式。
步骤1:分析电容变化
插入绝缘体后,介电常数 $\varepsilon$ 增大,根据电容公式 $C = \dfrac{\varepsilon S}{4\pi kd}$,电容 $C$ 增大。
步骤2:判断保持量
题目未说明电容器是否断开电源,默认与电源连接,因此两极板间电压 $U$ 保持不变。
步骤3:计算储能变化
储能公式为 $W = \dfrac{1}{2}CU^2$。
- $C$ 增大,$U$ 不变 $\Rightarrow W$ 增大。
结论:插入绝缘体后,电容器的储能增大,选 A。