- 高三物理电容与电压的关系
高三物理电容与电压的关系主要有:
1. 电容器充电:当一个电源接上电容器后,电容器就储存了电荷。这个过程可以等效为一个直流电源(电压U)和电容器串联在一起,从电流的流向角度来看,电荷从电源向电容器移动,充电过程中电容器两端的电压会逐渐接近电源电压。
2. 电容器的放电:电容器储存了电荷之后,就可以用来存储电能,同时也可以通过一个电路放电。电路中除了有电流流动,还会有电荷的流动,电荷的流动就是电能从电源向负载传递的过程。
总的来说,电容与电压的关系主要表现在电容充电时,电压会逐渐接近电源电压;而放电时,电容器两端的电压会逐渐减小至零。这些关系是理解电容和电压的基础,有助于在物理学习中进行相关计算和推理。
相关例题:
题目:一个电容器C,其电容为C = 100uF,充电到电压为U = 10V。
现在我们将一个电荷量为q = 2C的电荷量从一个极板移走,求此时电容器的电压和电容的变化情况。
首先,根据电容的定义,我们可以知道电容器的电容C = 100uF,充电到电压U = 10V。这意味着电容器的电荷存储能力为CU = q,即电荷量为2C的电荷可以从一个极板移走。
现在,我们移走电荷后,电容器的电荷量变为q' = q - q_移走 = 2C - q_移走。由于电容器的电压不变,因此电容器的电荷存储能力也保持不变。这意味着电容器的电压仍然为U = 10V。
然而,由于电荷量的减少,电容器的电容也会发生变化。根据电容的定义,C = 电荷量 / 电压,我们可以得到新的电容C' = q' / U = (2C - q_移走) / 10V。由于电荷量减少了,所以新的电容会小于原来的电容。
所以,移走电荷后,电容器的电压仍然为U = 10V,但电容变为C' = (2C - q_移走) / 10V = (2 100uF - 2C) / 10V。
总结起来,当电荷量从一个极板移走后,电容器的电压保持不变,但电容会变小。这个变化可以用上述公式来计算。
答案:当电荷量为2C的电荷从极板移走后,电容器的电压仍为10V,但电容变为(2 100uF - 2C) / 10V。
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