急急急！！物理高手速进！！关于电容器的一系列问题

Question

①为什么电源做负功？
②充电过程中，为什么电流由大到小？为什么电容器两极板间电压增大？为什么电容器中电场强度增强？为什么两极板电场能增多？

③放电过程中。为什么电流由大到小？为什么电容器两极板间电压减小？为什么电容器中电场强度减弱？为什么两极板电场能减少？
请详细解答！！

Answer 1

1.你说的做负功是电场力做负功吧。

在电源内部，非静电力将电荷从电势低的一侧“搬运”到电势高的一侧，克服电场力做功，消耗电源内部的化学能。而电场力的作用是使点和发生定向移动，产生电流。在电源内部，电场力和非静电力的方向相反。

2.充电过程，由于充电电容电荷增加，电容的电压U=Q/C增加，相应的电源电动势U0，U0-U减小，电流I=(U0-U)/R减小；电场强度E=U/d，d不变，U变大，E变大，电场能正比于E的平方，自然也增大；

3放电过程类似，是2的逆过程。

追问

第一个没懂。不要复制答案

追答

电池内部的电场是电池正极指向负极，电池内部的化学反应，使得正电荷搬运到正极，负电荷搬运到负极，而电场给电荷产生的力，是阻碍这个搬运工作，所以说电场力做负功。

追问

啊！！第一个明白了。但是在充电的时候不是电子从正极移向负极？为什么是使正负电荷搬运呢？

追答

因为电源内部有化学物质，包括正离子和负离子，而外部电路仅仅是电子的转移。

追问

相应的电源电动势U0，U0-U减小，电流I=(U0-U)/R减小！！这里还是不懂！！麻烦能在解释一下么？我们还没有学到电动势！！不好意思啊

意思是正离子和正电荷被搬到正极，负离子和负电子被搬到负极？我有点笨。。

追答

电动势就是电池开路，不接任何东西，用电压表直接测电池两端所得到的电压值。这个电压U0大于当时电容的电压值U，所以会有电子的移动形成电流，而给电容充电的电路肯定有电阻，包括电阻的内阻，设为R，所以有电流I=(U0-U)/R

正离子带的是正电荷，负离子带的是负电荷，电子没有正负之分，带负电荷；使得正电荷搬运到正极，负电荷搬运到负极，和使得正离子搬运到正极，负离子搬运到负极 在化学电池里面是一个意思。

追问

哈哈！！这点明白了！你说的电动势就是电池开路，开路了怎么还会有电流？！U0是电池固有的，是电池的最大承受电压还是在充电过程中产生的电压，U呢？

电场能是什么？公式呢。？麻烦了！

追答

我是说电动势的测量是用开路法去测的，而闭合以后，电动势还是存在保持不变的，只是因为电池的内阻用电压表测出来的有误差而已。U0是电池固有的，是由内部化学反应所决定的，他是电池能对外提供的最大电压。U是电容器因为充电，电荷的积累U=Q/C而不断增大的一个电压

电场能W＝0.5CU² 当C一定时，正比于电容电压的平方，也正比于电场E的平方。

追问

！！！！谢谢了 。。电场能是什么？公式呢。？麻烦了！

追答

电场能W＝0.5CU² 当C一定时，正比于电容电压的平方，也正比于电容内部电场E的平方。

追问

哪里有平方？

追答

你上的是手机啊。。。U² 这个显示不出来么。。。
W＝0.5CU^2 当C一定时，正比于电容电压的平方，而U=Ed也正比于电容内部电场E的平方

追问

！！！最后一个问题！！电场力的作用是使点和发生定向移动，产生电流。点和是什么东东？这句话解释下好么？

追答

电荷。。。打错了，不好意思。

追问

太开心了！！谢谢你详细的解答。耐心的回答了我这么多问题！！

追答

上图是一个充电过程，而回路电路须满足的条件是，从A点出发经过BCD在回到A点整个过程压降为0；所以A到B升压U0，B到C降压IR，C到D降压U，D到A电压不变，所以U0-IR-U=0，即I=(U0-U)/R

Answer 2

首先电源作正功，电源的能量减少。 在充电过成中，两极板电荷逐渐增多，电荷间的力也再增大，电源就越难往里充电荷。力越大，电场强度肯定大，那电势也变大，。与此类次放电是充电的逆过程，自然就是这样

追问

有人说做负功。能讲一下你怎么推的么