判断题
由于电介质的极化作用,充满电介质的电容器比真空电容器的电容大。
A
正确
B
错误
答案解析
正确答案:A
解析:
**解析:**
这句话是**正确**的。以下是详细的物理原理解释:
1. **电介质的极化现象**:
当电介质(绝缘体)放入电场中时,电介质内部的分子会发生极化。对于极性分子,原本杂乱无章的偶极子会趋向于沿电场方向排列;对于非极性分子,正负电荷中心会发生相对位移,产生感应偶极矩。这种宏观上的极化效果会在电介质表面产生**束缚电荷**(或称极化电荷)。
2. **附加电场的产生**:
电介质表面产生的束缚电荷会激发一个附加电场($E'$),这个附加电场的方向与电容器极板间原有的外电场($E_0$)方向**相反**。
3. **合场强减弱**:
因此,充满电介质后的电容器内部的总电场强度 $E$ 会小于真空时的电场强度 $E_0$,即 $E = \frac{E_0}{\varepsilon_r}$,其中 $\varepsilon_r$ 是电介质的相对介电常数($\varepsilon_r > 1$)。
4. **电压降低,电容增大**:
假设电容器极板上的自由电荷量 $Q$ 保持不变:
* 由于内部场强 $E$ 减小,两极板间的电势差(电压)$U = E \cdot d$ 也会相应减小($d$ 为极板间距)。
* 根据电容的定义式 $C = \frac{Q}{U}$,当 $Q$ 不变而 $U$ 减小时,电容 $C$ 必然**增大**。
5. **公式验证**:
平行板电容器的电容公式为:
$$ C = \frac{\varepsilon_r \varepsilon_0 S}{d} $$
其中:
* $\varepsilon_0$ 是真空介电常数。
* $\varepsilon_r$ 是相对介电常数,对于任何电介质,$\varepsilon_r > 1$。
* $S$ 是极板面积,$d$ 是极板间距。
由此可见,插入电介质后,电容变为真空电容的 $\varepsilon_r$ 倍,即 $C_{介质} = \varepsilon_r C_{真空}$。因为 $\varepsilon_r > 1$,所以 $C_{介质} > C_{真空}$。
**结论:**
由于电介质的极化作用削弱了内部电场,从而在相同电荷量下降低了电压,导致电容增大。因此,题目陈述正确。
题目纠错
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