浅谈电容器充电过程中的能量转化

电容器是一种储存电场能（以下简称电能）的电学元件．用电源对电容器充电．实质上是通过电源做功，将电荷从电容器的一极板上搬到另一极板上，即把电源提供的部分能量以电能的形式储存在电容器内．对电容器来说．两极扳何的电压U和它所带的电量q成正比，U-q图像是一条过原点的直线，如图1所示．电源对电容器充电过程中，将电荷从电容器的一极板上搬到另一极板上克服电场力所做的功等于电容器的电能，     

电容器充放电演示实验的改进

如图1所示，当开关S拨向位置1时，电源给电容器C充电，线路中有充电电流流过小灯泡L，故小灯泡亮；当开关S拨向位置2时，电容器C通过小灯泡L放电，线路中有放电电流，故小灯泡L又亮一次．     

电容定义式中电荷量的内涵探讨

一、引言在高中教材中,平行板电容器这样引入:在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质,就组成一个最简单的电容器,叫做平行板电容器.把平行板电容器与一个电源相连进行充电,电容器两极板就充上等量异种电荷.充电后电容器的两板间有电势差,这个电势差跟电容器所带的电荷量Q有关.实验表明,一个电容器所带的电荷量Q与电容器两极间的电势差U成正比,我们把比值Q/U定义为电容器的电     

初三物理4～7章能力检测题

一、填空题1 相互摩擦过的物体具有了的性质 ,我们就说它们带了电荷 .用所带的电荷叫正电荷 .电子是带有最小的粒子 ,人们把它称作元电荷 .2 验电器的作用是 ,其工作原理是 .验电器带正电荷 ,跟一个带电球Ａ接触后两金箔张角变大 ,则Ａ球带 ,且带电量比验电器的要 .3 能够的装置叫电源 .从能量观点看 ,电源是把　　　　　　　　　　　的装置 .在电路中 ,电源的作用是为电路提供 .4 金属导体靠移动导电 ,其定向移动的方向跟电流方向 .电解液是靠来导电 .5 利用小灯泡做实验 ,是利用电流的的大小来判断电流的大小的 .电流大小用表来测量 ,…     

小谈中学物理中电容器的储能

电容器是储存电荷和电能的电子元件,是电路中被广泛应用的一种基本元件,若把一个已充电的电容器的两个极用导线短路而放电,则可见到放电火花,放电火花的能量是由充了电的电容器储存的电场能转化来的。那么,如何计算一个电势差为U、电容为C的电容器它所储存的电场能呢? 这可以从电容器带电的过程来分析。 如图1,可以等效地认为,电容器的带电过程就是     

探讨"电容"教学中的两个问题

第1个问题“为什么要用电容器所带的电荷量Q与两极板间的电势差U的比值来定义电容C?如果直接用电容器充满电荷时所带的电荷量Q来定义电容C不是更简单吗?”学生常常这样问。这确实是一个值得思考的问题。学生的想法不是凭空产生的,它来自日常生活经验(前概念)。例如:课本中提到的容器装水,在常温、常压下装满时,水的质量大就表示容器储存水的本领大。两个容器,不论其形状如何,只要能装入一样多的水(质量相等),就表示它们储存水的本领相同。不仅装液体如此,装一些固体小颗粒(如米、砂等)也是如此,用能装入的物质质量来表示容器储存物质的本…     

平行板电容器中的重难点探析

<正>一、电容器静电场能如图1所示,我们可以利用微元积分思想,将平行板电容器的充电过程等效为把微元电荷dq依次一份一份地从一个极板移到另一极板的过程。在移动过程中电源要克服电场力做功,使电能转化为电容器的静电场能。设充电过程的某一时刻,两极板已充电荷量为q,     

电容器和验电器

在物理学上,我们把可以储存电荷的容器叫电容器。第一个电容器叫“莱顿瓶”,因为它是荷兰的莱顿大学教授首先发明的。现在,我们来做一个有趣的小实验,从中可以了解一些电学知识。     

电容器放电时能量损失的探讨

把一个已充电的电容器与另一未充电的电容器并联连接后,它们各自所带的电量、电压和储存的电场能都发生了变化.根据电荷守恒定律可知.两电容所带电量的总和没有变化,那么两电容所储存的电场能的总和有没有变化呢?     

自制电容器的“电容”

在电容器的电容教学中,教师往往向学生展示几个电容器,并告知以下原理:一是电容器的电容大,容纳电荷就多;电容器的电容小,容纳电荷就少。二是当电容器串联时,电容器的电容变小。三是当电容器并联时,电容器的电容变大。学生对这一教学模式没有一点感性认识,也难以理解和接受。为此,笔者自制了一个电容器的电容教     

打破常规巧解静电学难题

一、巧设——以虚求实例1图1为电容C=5μF的平行板电容器的示意图,两极板带同种电荷,电荷量分别为Q1=+5×10-6C和Q2=+9×10-6C.两极板间距d=20cm,则电容器两极板间的电场强度E为多大?解析常见的电容器的物理模型都是两极板带等量异种电荷,电荷在两极板间形成匀强电场,此时可由E=Ud和U=QC解得E=CQd.本题需将两极板带同种电荷的问题转化为带等量异种电荷的问题.我们知道,如果电容器两极板带有等量的同种电荷,两极板间的电场强度处处为零.为此,设想让两极板分别再带Q3=-7×10-6C的电荷量,则两极板就分别带有电荷量为Q4=2×10-6C的异种…     

《电路》单元测试

一、填空题1．自然界中只存在电荷；人们把用毛皮摩擦过的橡胶棒上所带的电荷ml做．；同种电荷互相，异种电行互相2．三个带电的通草球，其中A排斥B，C吸引B，说明A和C带＿种电荷，若B带正电荷，则A带＿电荷，C带＿电荷．3．原来不带电的丝绸和玻璃棒摩擦后立即分开，玻璃棒上带、电荷，这是因为在摩擦过程中玻璃捧上的部分转移到丝绸上，此时丝绸与玻璃棒分别带＿的异种电荷．4．电源的作用是在电源内部不断地使正做聚集，负极聚集＿，以持续对外供电．从能量转化的观点看，电源是把＿的能量转化为＿的装置5．在图1中，箭头表示电路中…     

RC电路中的能量转换

RC电路由电阻R,电容C和电源组成的简单的冲、放电电路。在RC电路中,电容器充电过程中所储存的能量来自于电源,但它又不等于在此过程中电源上所消耗的能量,而刚好为其值的一半,电容器在放电过程中,所消耗的能量则等于电容器上所储存的能量的减少。     

对罗兰实验演示器的改进

《物理教师》1986年第9期刊登的《罗兰实验演示器》一文,是用以说明运动电荷产生磁场,静止电荷不产生磁场。但在实验中,发现只要圆盘带电小磁针就会因静电感应而受到静电力的作用;圆盘没有转动起来,小磁针就先发生偏转了。我们在小磁针周围加了一个金属网罩来屏蔽电场,以消除电场的影响,如图所示。当接通电动机电源,使静止电荷转动起来之后,就可以观察到小磁针在磁场力的作用下发生偏转,当圆盘停止运动时小磁针又回到原来的位置上,从而说明运动电荷产生磁场,静止电荷不产生磁场。     

谈《电压》学习

一、理解什么是电压电压与水压的相似之处是，水压使水管中形成水流，同样电压能推动电荷作走向移动，从而使电路中形成电流．要保持水压，必须用抽水机将水抽到高处；同样要保持电路两端的电压，就需要有电源，即电源是提供电压的装置．我们常用的手电筒，必须装人电池，小灯泡才能亮．电池就是为小灯泡提供电压的装置．水压有大有小，电压也有高有低．每个干电池提供的电压只有1．5伏，蓄电池的电压是2伏，照明线路的电压有220伏．晶体管收音机需要3～6伏的电压才能工作，这时需要把2～4节干电池串联起来才行．二、知道电压表的用途，会使…     

含电容器电路问题的分析

<正>在直流电路中,当部分电路发生变化时,电容器充电和放电,导致电容器的带电荷量、两板间的电压、电场强度、电场的能量、两板间的电荷的运动状态发生变化,这类问题是难点也是易错点。问题一:分析电容器两极板间的电荷的运动分析这类问题要注意以下三个方面:(1)电容器是一个储能元件,在直流电路中,当电路达     

电容与电容器解题例析

生活中电容及电容器,尤其是平行板电容器的应用极其广泛,因此学生掌握电容器的知识有相当重要的作用。下面笔者将进行电容与电容器的有关例析,希望能助于这部分知识的复习。在两个相距很近的平行板中间夹上一层绝缘物质——电解质,就组成一个简单的电容器,叫作平行板电容器。实际上,任何两个彼此绝缘又相互很近的导体,都可以看成一个电容器。实验表明,一个电容器所带的电荷量Q与电容器两极间的电势差U成正比,比值Q/U是一个常量。不同的电容器,这个比值一般是不同的,它表征了电容器储存电荷的特性。公式     

对"电容器充电的半能损失"一文的补充

贵刊 2 0 0 0年第六期刊登了“电容器充电时的半能损失”一文 ,该文用几何与积分的方法 ,讨论了如图 1直流电路中电容器充电时 ,电容器储存的能量和电路电阻消耗的能量各占电源提供能量的一半 ,且无论电容与电阻如何改变 ,这种能量分配的比例始终保持不变。　　但该文没有说明 :电容器充电结束后 ,电容器储存的能量与电路的电阻消耗的能量为什么总是各占一半。这里对此想作一点补充。这是因为无论电阻和电容的量值如何改变 ,电容器充电结束后 (电容器的端电压等于电源的电压 ) ,电容器的正、负极板总带有等量异号的电荷。电容器充电结束后 ,…     

巧用石英钟观察电容器充放电现象

高中《物理》第二册(必修加选修)第十四章“电场”中有关电容器的充电、放电和电容的概念,非常抽象,教学中通常使用电表或小灯光或发光二极管来演示,但电容器充放电现象发生于一瞬间,即充放电电流存在的时间十分短暂。若用电表演示,只能观察到指针快速地偏转一下就马上返回;若用小灯泡或发光二极管演示也只能观察到灯泡亮一下,在如此短的时间内不容易观察清楚。况且上述方法只能演示电容器的充电和放电现象,很难说明电容是表示电容器容纳电荷本领大小的物理量。笔者在教学过程中设计了一个用石英钟来观察电容器充放电现象的装置,其演示效果好,现介绍如下:     

为什么墨水不能混用

不同的墨水混用时,就会产生沉淀堵塞出墨汁的口,一支钢笔就报废了。同是墨水,为什么混用就会产生沉淀呢?这是一个物理现象。墨水是一种胶体,为了使胶粒稳定,厂家在制造墨水时,就让它带电。而不同方法制造出来的墨水,其胶粒所带的电荷可能相同,也可能不同。当带不同电荷的墨水胶粒混合时,电荷因中和而消失,胶粒就变得不稳定而产生沉淀。因此,我们在换用别的牌子的墨水时,最好先用清水把钢笔洗干净,再灌进新的墨水。知道了墨水的属性,我们在使用时,就应该注意几个问题。首先,加完墨水后,要把瓶盖盖好。因为随着水分的蒸发,墨水会变浓,其色素胶…