空氣平行板電容器插入電介質(zhì)后電場強度的計算

王 罡

(遼寧省新賓縣高級中學(xué) 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(zhì)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(shù)為ε電介質(zhì)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(cè)填入厚度為d，只占S/2面積，相對介電常數(shù)為ke電介質(zhì)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(cè)填入厚度為d/2，只占S/2面積，相對介電常數(shù)為ε電介質(zhì)時，如圖5所示

此時可等效為插入電介質(zhì)電容器C1與其上部未插入電介質(zhì)電容器C2串聯(lián)，而后這兩部分與左側(cè)未插入電介質(zhì)電容器C1并聯(lián).

由串并聯(lián)關(guān)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(xué)出版社，2015.