- 高三物理电容与电荷量
高三物理电容与电荷量相关的知识包括电容、电容器、电荷量等概念。
电容。电容是指容纳电荷的能力,它代表了电场的一种特性,大小与极板间的距离(d)、面积(S)和电场强度E有关。
电容器。电容器是由两个靠近的导体,一般是金属板,中间用绝缘材料隔开而成,其电容量的多少与极板的面积、距离、介质等有关。
电荷量。电荷量是物体带电的量值,等于单位正电荷的电量,用符号q表示,单位是库仑(C)。
此外,高三物理中还涉及到电容与电荷量的关系,即电容器的电容越大,容纳电荷的本领(电荷量)就越大。同时,也涉及到电容器充电和放电等知识。
相关例题:
题目:一个平行板电容器,电容为C,充电后两极板间电压为U。然后断开电源,保持电容器电荷量不变,将其中一个极板与电池的正极相连,另一个极板与电池的负极相连。求:
1. 此时两极板间的电场强度E;
2. 将一个电子从电容器的负极板移动到正极板的过程中,电场力对电子做功多少?
解答:
1. 已知电容器的电容C和充电后两极板间的电压为U,断开电源后电容器电荷量不变。由于平行板电容器是两块相互平行的金属板,所以两极板间是匀强电场。因此,两极板间的电场强度E可表示为:
E = U/d
其中d为两极板间的距离。
由于另一个极板与电池的正极相连,所以电容器两端的电压仍为U。由于电荷量不变,所以此时电容器内的电荷分布为:
Q = CU
由于平行板电容器是两块相互平行的金属板,所以两极板间的距离d不变。因此,此时两极板间的电场强度E = U/d仍为原来的值。
2. 将一个电子从电容器的负极板移动到正极板的过程中,电场力对电子做功为W。由于电子带负电荷,所以电场力的方向与电子的运动方向相反。因此,电场力对电子做负功,即W = -eU,其中e为电子的电荷量。由于电子从电容器的负极板移动到正极板的过程中,电场力对电子做功W与电子的位移相等,所以W = -eU = -e(UC/q),其中q为电子的电量。因此,电场力对电子做功为:
W = -eU = -eC^2/q
其中q为电子的电量,C为电容器的电容。
总结:在上述问题中,我们首先根据电容器的电容和充电后两极板间的电压求出了电场强度E的值。然后,我们根据电子的电荷量和电场力的方向求出了电场力对电子做功的大小。通过上述过程,我们可以得出结论:将一个电子从电容器的负极板移动到正极板的过程中,电场力对电子做负功,大小为-eC^2/q。
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