空氣平行板電容器插入電介質后電場強度的計算
2018-04-23 13:02:07王罡
數理化解題研究 2018年7期
王 罡
(遼寧省新賓縣高級中學 113200))
已知：空氣平行板電容器極板面積為S,兩極板間距離為d；若保持電容器與電源相連，則電容器兩端電壓恒定為U，若電容器充電后斷開電源，則電容器極板帶電量恒定為Q.
一、空氣平行板電容器未插入電介質時，如圖1所示
1.若保持電容器與電源相連
2.若電容器充電后斷開電源
圖1 圖2
二、空氣平行板電容器填滿相對介電常數為ε電介質時，如圖2所示
1.若保持電容器與電源相連
2.若電容器充電后斷開電源
三、在空氣平行板電容器底部插入厚度為
1.若保持電容器與電源相連
2.若電容器充電后斷開電源
圖3 圖4
四、在空氣平行板電容器右側填入厚度為d，只占S/2面積，相對介電常數為ke電介質時，如圖4所示
1.若保持電容器與電源相連
2.若電容器充電后斷開電源
圖5
五、在空氣平行板電容器右側填入厚度為d/2，只占S/2面積，相對介電常數為ε電介質時，如圖5所示
此時可等效為插入電介質電容器C1與其上部未插入電介質電容器C2串聯，而后這兩部分與左側未插入電介質電容器C1并聯.
由串并聯關系可知：U=U1+U23，Q23=Q2=Q3.
2.若電容器充電后斷開電源
參考文獻：
[1]范小輝. 物理競賽教程高二年級[M]. 上海：華東師范大學出版社，2015.
