Question

【題目】電容器是一種重要的電學元件，有廣泛的應用．不同的電容器儲存電荷的本領不同，使電容器的兩極電勢差增加1V所需要的電荷量越多，表示電容器的電容大；電容是表示電容器容納電荷本領的物理量，用符號C表示，注意，它不是表征容納電荷多少的物理量．我們用符號Q表示電容器的帶電量，它的數值與電容C、兩極電壓U有關．

請回答下列問題：

（1）對某一具體電容器，請結合Q與C、U的關系，作出CU圖像和QU圖像；

（2）電源對電容器充電的過程中，電源必須克服電場力做功，把電源的能量以電勢能的形式儲存在電容器中；電源克服電場力做的功等于電容器電勢能的增加值，這些能量分布在電容器內的電場中，也稱為電場能．若電容器的電容為C，充電后兩極的電壓為U，試求：電容器所儲存的能量．

Answer 1

【答案】（1）（2）見解析

【解析】（1）因為電容器的電容大小與兩極板間的電荷量以及電壓無關，所以C-U圖像應是一條平行橫軸的直線，根據可知，即是一條傾斜的直線，如圖所示；

（2）設某一瞬間，電容器所帶電量為q，極板間的電勢差為u。

移動，外力克服電場力所做的功為

故

因為，所以有電容器儲存的電能為