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电容器中电介质的作用 山东省肥城市第一高级中学 于茂刚 271600 高中教材在提到电介质对平行板电容器的电容的影响时，只是通过演示实验就直接得出了结论：当两极板间充满同一种电介质时，电容变大为真空时的倍，即 ， 是一个常数，与电介质的性质有关，称为电介质的相对介电常数。学生只能记住结论，对电介质的特性和电介质对电容的影响机理产生疑惑，就此谈一下电容器中电介质的作用。 电介质不同于金属，电介质的电阻率一般都很高,称为绝缘体介质中没有（或几乎没有）能够自由移动的电荷，这种电荷叫做束缚电荷由于极化，在电介质中的极化电场 E削弱了没有电介质时的电场 E。由此可见在两个极之间的合电场强度的大小 E 小.如果极板之间充满相对介电常数为的电介质，则极板之间的合电场强度为E/ ，两极板之间的电势差没有电介质时小，知这时相当于电容器的电容增大了。两极板间如果不加电介质的话,空气有一定的导电能力,因而存储电荷的能力会弱一些,而加入电介质后,电容正负极板的绝缘性能就要比没有电介质时好,也就是存储电荷的能力高了,所以电容也就升高了 电容中间的电介质起提高电容容量的作用的电介质大平板，则又会如何？（3）如果插入一块厚为d相对介电常数为的电介质大平板，则又会如何？ 解析：（1）插入一块厚为d/2的金属大平板时，在电场作用下，在金属板处于静电平衡状态，内部电场强度处处为0,整个金属大平板是一个等势体，整个金属大平板上没有电压降，两极板之间的距离缩短为d/2，极板间的电场强度未变（因为 , C、d成反比，C、d乘积不变，所以不变），所以两极板间的电压,所以根据电容的定义=知，此时的电容器的电容变为原来的2倍。 （2）插入一块厚为d/2相对介电常数为的电介质大平板时，两极板之间的电压=,所以所以根据电容的定义=知, 此时的电容器的电容变为原来的倍。 （3）插入一块厚为d相对介电常数为的电介质大平板，两极板间充满了这种电介质。两极板间的电压=，所以所以根据电容的定义=知, 此时的电容器的电容变为原来的倍。 思考：为什么不采用插入金属板的方式来增大电容器的电容？因为电容器极板之间需要保持良好的绝缘性，所以只能采用插入电介质的方式来增大电容器的电容。 1