21.電容器作為儲(chǔ)能器件,在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。用圖甲所示電路對(duì)給定電容值為C的電容器充電,無(wú)論采用何種充電方式,其兩極間的電勢(shì)差u隨電荷量q的變化圖像都相同。不計(jì)圖甲中電源內(nèi)阻。
(1)電容器充電的過(guò)程,實(shí)質(zhì)上是電源逐步把電子從電容器的正極板移到負(fù)極板的過(guò)程。
a.請(qǐng)利用u-q圖像求出電容器充電完成后儲(chǔ)存的電能E
p;
b.除了存儲(chǔ)在電容器中的電能,充電電路消耗的其它能量都是損失的能量。證明:整個(gè)充電過(guò)程中,E
p等于損失的電能E
損。
(2)在如圖甲所示的充電電路中,只改變R電阻,用大小不同的兩個(gè)電阻及同一電源對(duì)同一電容器進(jìn)行兩次充電。在圖乙中做出兩次充電過(guò)程中,極板上的電荷隨時(shí)間變化的大致圖像,并標(biāo)出哪個(gè)是大電阻、哪個(gè)是小電阻對(duì)應(yīng)的充電圖像;
(3)若將圖甲中的電阻R減為0,本題(1)中E
p和E
損的大小關(guān)系是否仍然成立?如果不成立給出合理的解釋;如果成立,請(qǐng)解釋E
損的去向。