10-4电势

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[指南]上大无机化学b 第十章氧化答复中兴

2019年4月2日8 时11分
3. 半电池、电极和电极反应原电池是由2个半电池组成。每一个半电池称为一个电极，由同一元素的氧化型与还原型物质构成。如铜锌电池中锌电极为： Zn | Zn2+ ；铜电极为 Cu2+| Cu 。如果，电极中的反应物都是离子或气体，这时就要人为再加进惰性电极来导电。如: Pt | Fe3+, Fe2+ Pt | H2 | H+ OH- | O2 | Pt
请思考：电对与电极有什么不同？
2019年4月2日8 时11分
5、电池符号
原电池用符号表示如下；负极写左边，正极写在右边，‖表示盐桥， ∣表示相界面。如铜锌电池可如下表示： (－) Zn∣ZnSO4(1mol· L-1)‖CuSO4 (1mol·L-1) ∣Cu (+)
例1：5Fe2+ + MnO4- + 8H+ == 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O 气体要注明其分压，溶液要注明其浓度。 MnO4-/ Mn2+ MnO4- + 8H+ +5e == Mn2+ + 4H2O Fe3+ / Fe2+ Fe2+ - e == Fe3+ (-)Pt |(-) Fe2+(c1),Fe3+(c2) Fe2+(c1),Fe3+(c2) || MnO4-(c3),Mn2+(c4),H+(c5) || MnO4-(c3),Mn2+(c4),H+(c5) | Pt(+) (+)
6、加和，消 e，整理 2P4+12H2O +20OH- →4PH3+4HPO32-+12OH-+ 8H2O P4+2H2O +4OH- →2PH3+2HPO32-

第10章--应用电化学--习题及答案

第十章应用电化学习题及答案10-1 水的标准生成自由能是-237.191kJ mol -1,求在25℃时电解纯水的理论分解电压。

解：H 2O=H 2 +1/2O 2, 电子转移数为2，则有ΔG = - n F E mf = -237.191kJ mol -1(n =2)， -237191=-2×96485×E mf , E mf =1.229V10-2 298.15K 时测得电池: Pt(s)| H 2( O p ) | HCl(b ) | Hg 2Cl 2(s) | Hg(l) 的电动势与HCl 溶液的质量摩尔浓度的关系如下b ×103/(mol kg -1) 75.08 37.69 18.87 5.04 E mf / V0.4119 0.4452 0.4787 0.5437求（1）O E 甘汞（2）b= 0.07508 mol kg -1时HCl 溶液的±γ。

解：负极反应：H 2-2e -→2H +正极反应： Hg 2Cl 2 +2e -→2Hg +2Cl - 电池反应：H 2+ Hg 2Cl 2 →2H ++2Hg +2Cl -所以有：E mf = E Θ-RT/2Fln ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛)()()()(22222Cl Hg a H a HCl a Hg a = E Θ-RT/2Fln ())(2HCl a a(HCl)=a (H +) a(Cl -)=(±γb/b Θ)2 E mf =O E 甘汞 - (2RT/F ) ln(b/O b )对于稀溶液，ln ±γ=-A ’(I/b Θ)1/2, 1-1价电解质I=b(1) E mf + (2RT/F ) ln(b/O b )=O E 甘汞 + (2RT/F ) A’ (b/O b )0.5 , 以E mf +(2RT/F )ln(b/O b )对(b/O b )0.5作图，直线的截距O E 甘汞＝0.2685 V(2) E mf =O E 甘汞 - (2RT/F ) ln(b/O b ) - (2RT/F ) ln ±γ , ±γ=0.81510-3 298.2K 时，在有玻璃电极的电池中，加入pH＝4.00的缓冲溶液，测得电动势为0.1122V；则当电动势为0.2305V时，溶液的pH为多少？解：pH x= pH s +F(E x-E s)/(2.303RT)= 6.0010-4 求298.15K时下列电池中待测液pH值（所需电极电势数值自查）。

高中三年级物理10-4 第1课时电容器的电容

4 电容器的电容第1课时电容器的电容1.知道什么是电容器及电容器的主要构造.2.理解电容的概念及其定义式.一、电容器1．电容器：储存电荷和电能的装置．任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器．2．电容器的充放电(1)充电：把电容器的两极板分别与电池组的两极相连，两个极板分别带上等量的异种电荷的过程，充电过程中，由电源获得的能量储存在电容器中．(2)放电：用导线把充电后的电容器的两极板接通，两极板上的电荷中和的过程，放电过程中，电容器把储存的能量通过电流做功转化为电路中其他形式的能量．二、电容1．定义：电容器所带电荷量Q 与电容器两极板间的电势差U 的比值．2．定义式：C ＝Q U. 3．单位：电容的国际单位是法拉，符号为F ，常用的单位还有微法和皮法，1 F ＝106 μF ＝1012 pF.4．物理意义：电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，在数值上等于使两极板间的电势差为1 V 时电容器需要带的电荷量．5．击穿电压与额定电压(1)击穿电压：电介质不被击穿时加在电容器两极板上的极限电压，若电压超过这一限度，电容器就会损坏．(2)额定电压：电容器外壳上标的工作电压，也是电容器正常工作所能承受的最大电压，额定电压比击穿电压低．三、平行板电容器1．结构：由两个平行且彼此绝缘的金属板构成．2．电容的决定因素：电容C 与两极板间电介质的相对介电常数εr 成正比，跟极板的正对面积S 成正比，跟极板间的距离d 成反比．3．电容的决定式：C ＝εr S 4πkd ，εr 为电介质的相对介电常数，k 为静电力常量．当两极板间是真空时，C ＝S 4πkd. 四、常用电容器1．分类：分为固定电容器和可变电容器两类．2．固定电容器有：聚苯乙烯电容器、电解电容器等．3．可变电容器由两组铝片组成，固定的一组叫定片，可动的一组叫动片．转动动片，两组铝片的正对面积发生变化，电容就随着变化．一、电容器电容1．电容器的充电过程，电源提供的能量转化为电容器的电场能；电容器的放电过程，电容器的电场能转化为其他形式的能．2．电容器的充、放电过程中，电路中有充电、放电电流，电路稳定时，电路中没有电流．3．C ＝Q U 是电容的定义式，由此也可得出：C ＝ΔQ ΔU. 4．电容器的电容决定于电容器本身，与电容器的电荷量Q 以及电势差U 均无关．二、平行板电容器1．C ＝Q U 与C ＝εr S 4πkd的比较 (1)C ＝Q U 是电容的定义式，对某一电容器来说，Q ∝U 但C ＝Q U不变，反映电容器容纳电荷本领的大小； (2)C ＝εr S 4πkd 是平行板电容器电容的决定式，C ∝εr ，C ∝S ，C ∝1d，反映了影响电容大小的因素． 2．平行板电容器动态问题的分析方法抓住不变量，分析变化量，紧抓三个公式：C ＝Q U 、E ＝U d 和C ＝εr S 4πkd3．平行板电容器的两类典型问题(1)开关S 保持闭合，两极板间的电势差U 恒定，Q ＝CU ＝εr SU 4πkd ∝εr S d， E ＝U d ∝1d. (2)充电后断开S ，电荷量Q 恒定，U ＝Q C ＝4πkdQ εr S ∝d εr S， E ＝U d ＝4πkQ εr S ∝1εr S.1．如图所示为一次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容为15μF，充电至9.0kV电压，如果电容器在2.0ms时间内完成放电（电荷定向移动形成电流qIt），下列说法正确的是（）A．放电之后，电容器的电容为零B．该电容器的击穿电压为9kVC．放电之前，电容器存储的电荷量为135C D．该次通过人体的电流为67.5A2．照相机的闪光灯，在不到1s1000的短暂时间内发出强烈闪光，瞬时电流很大，该过程的发生是利用了（）A．电池的放电B．电池的充电C．电容器的放电D．电容器的充电3．超级电容器又叫双电层电容器是一种新型储能装置，它不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源。

人教版（2019）必修第三册10-4电容器的电容教师版-2021-2022学年高中物理合格性考试讲义

合格性考试讲义必修三第十章静电场中的能量第四节电容器的电容一、识别电容器1．电容器由两个互相靠近、彼此绝缘的导体组成，电容器的导体间可以填充绝缘物质。

2．常见电容器有：陶瓷电容器、薄膜电容器、铝电解电容器、钽电解电容器、微调电容器、调谐电容器。

二、电容器的充放电充电过程放电过程1．充电：使电容器的两极板上带等量异种电荷的过程。

每个极板所带电量的绝对值称为电容器所带的电量。

特点：(1)有电流，电流方向为流入电容器正极板，电流由大到小。

(2)电容器所带电荷量增加。

(3)电容器两极板间电压升高。

(4)电容器两极板间电场强度增加。

当电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板间电压与充电电压相等。

2．放电：使电容器两极板上的电荷中和的过程。

电场能在放电过程中转化成其他形式的能量。

特点：(1)有电流，电流方向是从正极板流出，电流由大变小。

(2)电容器所带电荷量减少。

(3)电容器两极板间电压降低。

(4)电容器两极板间电场强度减弱。

当电容器放电结束后，电路中无电流。

电容器的放电过程实际上是正、负电荷中和的过程。

三、电容器的电容1．定义：电容器所带的电量Q 与电容器两极板间的电压U 之比。

2．定义式：C ＝Q U 。

3．单位：电容的国际单位是法拉，符号为F ，常用的单位还有微法和皮法，1 F ＝106 μF ＝1012 pF 。

4．物理意义：电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，在数值上等于使两极板间的电压为1 V 时电容器所需要的电量。

四、决定电容的因素1．由于平行板电容器的电容与多种因素有关，故可以采取控制变量法探究。

2．平行板电容器：由两个彼此绝缘又相互靠近的平行金属板组成。

(1)平行板电容器的电容C 跟两极板的正对面积S 成正比，与两极板间的距离d 成反比，并与两极板间插入的电介质有关。

(2)公式：C ＝εr S 4πkd 。

εr 是一个常数，与电介质的性质有关，真空时εr ＝1.其他电介质时εr＞1.五．公式C ＝QU 与C ＝εr S 4πkd 的比较提醒：C ＝Q U 适用于所有电容器；C ＝εr S 4πkd 仅适用于平行板电容器.【学考演练】1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)任意两个彼此绝缘且又相互靠近的导体都可组成电容器。

新教材高中物理第十章电势差与电场强度的关系学生用书新人教版必修第三册(含答案)

新教材高中物理学生用书新人教版必修第三册：3．电势差与电场强度的关系一、匀强电场中电势差与电场强度的关系1．匀强电场中两点间的电势差等于________与这两点____________的距离的乘积．2．公式：U AB＝________．3．适用条件：________电场．E和U AB、d无直接关系二、公式E＝U ABd 的意义1．意义：在匀强电场中，电场强度的大小等于两点之间的________与这两点______________________之比．2．电场强度的另一种表述：电场强度在数值上等于沿________方向________上降低的电势．3．电场强度的另一个单位：由E＝U ABd可导出电场强度的另一个单位，即________，符号为V/m.1 V/m＝1 N/C.【情境思考】在生产和科学实验的许多领域，常常需要通过控制电极的形状和电势来调整和控制电场．如图所示，两平行金属极板正对放置，在极板G的中央挖一圆孔，将两极板加一定电压，且极板K电势较高，用实验的方法描绘出等势面．设从极板K的中心处发射出一束平行于中心轴(x轴)的电子，不考虑电子的重力及电子间的相互作用力．判断以下问题．(1)电子通过孔后向远离中心轴的方向发散．( )(2)沿着中心轴线运动的电子一直做匀减速直线运动．( )(3)如有两束电子会聚到同一点F ，电场力对它们做功一定相同．( ) 拓展 1(1)φx 图线的斜率k ＝ΔφΔx ＝－U AB d＝－E x ，斜率的大小表示场强的大小，正负表示场强的方向．(2)利用φx 图线的斜率可判断沿x 轴方向的场强E x 随位置的变化规律．拓展 2 电场强度与电势的关系 (1)电场强度E ＝0时，该点的电势φ不一定为0，例如图中等量正点电荷连线的中点O 处．(2)电势φ＝0时，该点的电场强度E 不一定为0，例如图中等量异种点电荷连线的中点O 处．(3)电场强度相等的地方电势不一定相等，如匀强电场中．(4)电势相等的地方电场强度不一定相同，如点电荷周围的等势面．目标一关系式U AB ＝Ed 和E ＝U AB d的理解和应用【导思】“空气击穿电压”是指空气失去绝缘性能变为导体的临界电压．已知高铁上方高压电网的电压峰值为27.5 kV.阴雨天雨伞伞尖周围的电场强度达到5×105 V/m时，空气就有可能被击穿．乘客阴雨天打伞站在站台上，试估算伞尖靠近高压电网距离约为多少时空气会被击穿．【归纳】及U AB＝Ed的适用条件都是匀强电场．1．公式E＝U ABd2．由E＝U可知，电场强度在数值上等于沿电场方向单位距离上降低的电势，式中d不d是两点间的距离，而是沿电场方向的距离．3．电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方向．4．电场强度与电势都是用比值定义的物理量，它们都仅由电场本身性质决定，根据公式E＝U AB不能得出电场强度和电势有直接关系，即电场强度大的点电势不一定高，电势高d的点电场强度不一定大．【典例】例1.如图所示，真空中有一边长为10 cm的立方体．空间存在一匀强电场．已知A点电势为0，B、D、A′三点电势均为1 V，下列判断正确的是( )A．匀强电场的场强大小为10 V/m，方向由C′指向AB.匀强电场的场强大小为10√3 V/m，方向由C′指向AC．电子在C点的电势能为－√2 eVD．电子沿直线由A点到C点电场力做负功例2.如图是匀强电场遇到空腔导体后的部分电场线分布图，正方形ABCD的对角线BD 边正好与图中竖直向上的直电场线重合，O点是正方形两对角线的交点．下列说法正确的是( )A．将一正电荷由A点移到B点，电荷的电势能增加B．O点电势与C点电势相等C．DO间的电势差等于OB间的电势差D．在O点放置一负点电荷，该电荷所受电场力的方向竖直向下思维提升(1)U AB＝Ed只适用于匀强电场的定量计算，在非匀强电场中，不能进行定量计算，但可可以得出结论：在等差等势面中等势面越密的地方场强越以定性地分析有关问题．由E＝Ud大．(2)如图所示，a、b、c为某条电场线上的三个点，且ab＝bc，由于不知电场的性质，所以电势差U ab与U bc的大小不能确定．(3)在同一幅等势面图中，若相邻等势面间的电势差取一定值，相邻等势面间的间距越就越大．小(等势面越密)，场强E＝U ABd[训练1] 正常情况下空气是不导电的，但是如果空气中的电场很强，空气也可以被击穿，空气被击穿时会看到电火花或闪电．若观察到某次闪电的火花长约100 m，且已知空气的击穿电场强度为3×106 V/m，那么发生此次闪电的电势差约为( )A．3×108 V B．3×106 VC．3×104 V D．3×10－5 V[训练2] 如图所示，三个同心圆是点电荷q周围的三个等势面，A、B、C是这三个等势面与一条电场线的交点，且AB＝BC.A、C两点的电势分别为φA＝10 V，φC＝2 V，则B 点的电势( )A．等于6 V B．低于6 VC．高于6 V D．无法确定[训练3] (多选)如图所示，a、b、c为电场中同一条水平方向电场线上的三点，c为ab中点．a、b电势分别为φa＝5 V，φb＝3 V，下列叙述正确的是( ) A．该电场在c点处的电势一定为4 VB．a点处的场强E a一定大于b点处的场强E bC．一正电荷从c点运动到b点，电势能一定减少D．一正电荷运动到c点时受到的电场力由a指向c目标二等分法确定等势面和电场线【导思】如图，沿哪个方向电势降落最快？电势降落最快的方向与电场强度的方向具有怎样的关系？【归纳】1．等分法：匀强电场中沿任意一条电场线电势降落都是均匀的，如果把某两点间的距，采用等分间距求电势问题的方法．离等分为n段，则每段两端点的电势差等于原电势差的1n2．两个推论，如图甲．(1)推论1：匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势φc＝φA+φB2(2)推论2：匀强电场中若两线段AB∥CD，且AB＝CD，则U AB＝U CD(或φA－φB＝φC－φD)，如图乙．3．确定电场方向的方法(1)画等势线：先由等分法确定电势相等的点，画出等势线．(2)画电场线：根据电场线与等势面垂直画出电场线，且电场线的方向由电势高的等势面指向电势低的等势面．【典例】例3.如图所示，虚线方框内有一匀强电场，A、B、C为该电场中的三点，已知φA＝12 V，φB＝6 V，φC＝－6 V.试在该虚线框内作出该电场的示意图(画出几条电场线)，并要求保留作图时所用的辅助线．例4.如图所示，在匀强电场中，电荷量q＝5.0×10－10 C的正电荷由a点移到b点和由a点移到c点，电场力做功都是3.0×10－8J．已知a、b、c三点的连线组成了一个直角三角形，ab＝20 cm，∠a＝37°，∠c＝90°，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.(1)求a、b两点的电势差U ab；(2)求匀强电场的电场强度．思维提升匀强电场中两点间电势差的三种求法(1)应用定义式U AB＝φA－φB来求解．来求解．(2)应用关系式U AB＝W ABq(3)应用关系式U AB＝Ed(匀强电场)来求解．[训练4] (多选)如图所示，A、B、C是匀强电场中平行于电场线的某一平面上的三个点，各点的电势分别为φA＝5 V，φB＝2 V，φC＝3 V，H、F三等分AB，G为AC的中点．在下列各示意图中，能正确表示该电场强度方向的是( )[训练5] (多选)如图所示，A、B、C、D、E、F为匀强电场中一个边长为10 cm的正六边形的六个顶点，A、B、C三点电势分别为1 V、2 V、3 V，正六边形所在平面与电场线平行．下列说法正确的是( )A．通过CD和AF的直线应为电场中的两条等势线B．匀强电场的电场强度大小为10 V/mC．匀强电场的电场强度方向为由C指向AD．将一个电子由E点移到D点，电子的电势能将减少1.6×10－19 J1．对公式E＝U AB的理解，下列说法正确的是( )dA．此公式适用于计算任何电场中A、B两点间的电势差B．A点和B点间距离越大，则这两点的电势差越大C.公式中d是指A点和B点之间的距离D．公式中的d是匀强电场中A、B两点所在等势面间的距离2．如图所示，a、b、c是一条电场线上的三个点，电场线的方向由a到c，a、b间的距离等于b、c间的距离，用φa、φb、φc和E a、E b、E c分别表示a、b、c三点的电势和电场强度，可以判定( )A．φa＞φb＞φcB．E a＞E b＞E cC．φa－φb＝φb－φcD．E a＝E b＝E c3．医生用心电图检查仪为一位身高1.8 m的运动员体检，她把电极吸在身体5个不同的位置，如图所示．如果人体从头往脚的方向构成匀强电场，其中有两个点的电势差最大，约为500 μV，则电场强度约为( )A.278 μV/mB．500 μV/mC．1 000 μV/mD．1 250 μV/m4．如图所示，在某电场中画出了四条电场线，C、D两点是AB连线的三等分点．已知A 点的电势为φA＝30 V，B点的电势为φB＝0，则( )A．C点的电势φC＝20 VB．C点的电势φC<20 VC．C点的电势φC>20 VD．A、B、C都不正确5．如图所示，在直角三角形所在的平面内有匀强电场，其中A点电势为0 V，B点电势为3 V，C点电势为6 V．已知∠ACB＝30°，AB边长为√3 m，D为AC的中点．现将一点电荷放在D点，且点电荷在C点产生的场强为2 N/C，则放入点电荷后，B点场强为( ) A．4 N/C B．5 N/CC．2√2 N/C D．√5 N/C6．如图所示，P、Q两金属板间的电势差为50 V，板间存在匀强电场，方向水平向左，板间的距离d＝10 cm，其中Q板接地，两板间的A点距P板4 cm(取大地电势为0)．(1)求P板及A点的电势．(2)保持两板间的电势差不变，而将Q板向左平移5 cm，则A点的电势将变为多少？3．电势差与电场强度的关系导学掌握必备知识一、1．电场强度沿电场方向 2．Ed 3．匀强二、1．电势差沿电场强度方向的距离 2．电场单位距离 3．伏每米情境思考答案：(1)× (2)× (3)√ 共研突破关键能力目标一提示：根据U ＝Ed ，得d ＝UE ＝27.5×1035×105m ＝5.5×10－2m ．[例1] 解析：B 、D 、A ′三点电势相等，在同一等势面上，由电场方向和等势面垂直且由高电势指向低电势可知，电场方向由C ′指向A .由几何知识可得AC ′＝10√3 cm ，在△ADC ′中，AC ′和AD 的夹角余弦值cos α＝ADAC ′＝√33由AD cos α·E ＝U DA 得电场强度E ＝10√3 V/m 故A 错误，B 正确；由几何知识可得AC ＝10√2 cmAC ′与AC 的夹角余弦值cos θ＝ACAC ′＝√63由AC cos θ·E ＝U CA ＝φC －φA 可得φC ＝2 V电子电荷量为－e ，电子在C 点的电势能E p ＝－eφC ＝－2 eV ，故C 错误；电子沿直线由A 点到C 点电场力做正功，故D 错误．答案：B[例2] 解析：将一正电荷由A 点移到B 点，电场力做正功，电荷的电势能减少，A 错误；由于等势面与电场线垂直，由图可知O 、C 两点不在同一条等势线上，电势不相等，B 错误；电场线越密集，电场强度越大，沿着电场线电势降落的越快，因此DO 间的电势差大于OB 间的电势差，C 错误；由于负电荷所受电场力的方向逆着电场线，在O 点放置一负点电荷，该电荷所受电场力的方向竖直向下，D 正确．答案：D[训练1] 解析：将空气中的电场视为匀强电场，由U ＝Ed ，可得U ＝3×108V ，A 正确．答案：A[训练2] 解析：因点电荷所形成的电场离点电荷越远电场强度越小，故有φA －φB ＞φB －φC ，即φB ＜φA +φC2＝6 V ，B 正确．答案：B[训练3] 解析：该电场不一定是匀强电场，无法比较a 、b 两点的电场强度大小，c 点的电势也不一定为4 V ，但电场方向由a →b ，正电荷在c 点所受电场力方向一定由a 指向c ，正电荷由c 运动到b 的过程中，电场力做正功，电势能一定减少，故C 、D 正确，A 、B 错误．答案：CD 目标二提示：沿A →C 方向电势降落最快；电场强度的方向就是电势降落最快的方向． [例3] 解析：要画电场线，先找等势面(线)．因为U AC ＝18 V 、U AB ＝6 V ，UAC U AB＝3，将线段AC 等分成三份，即使AH ＝HF ＝FC ，则φH＝6 V ，φF ＝0，故B 、H 等电势．连接BH 即为等势线，由电场线与等势面(线)垂直且由高电势指向低电势，可画出电场线如图所示．答案：见解析[例4] 解析：(1)因为正电荷从a 到b 和从a 到c ，电场力做功相等，所以由W ＝qU 可得U ab ＝U ac ，b 、c 两点在同一等势面上，根据电场线与等势面垂直，可知场强方向与ac 平行，垂直指向bc .U ab ＝W ab q＝3.0×10−85.0×10−10V ＝60 V(2)由U ＝Ed 可得E ＝U d ＝U abab·cos 37°＝600.2×0.8V/m ＝375 V/m 场强方向平行于ac ，且由a 指向c . 答案：(1)60 V(2)375 V/m 方向与bc 边垂直且由a 指向c[训练4] 解析：匀强电场中将任一线段等分，则电势差等分．把AB 等分为三段，AB 间电压为3 V ，则每等分电压为1 V ，H 点电势为4 V ，F 点电势为3 V ，将FC 相连，则FC 为等势线，电场线垂直于FC ，从高电势指向低电势，C 正确；AC 上，G 为中点，AC 被等分为两份，AC 间电压为2 V ，则G 点电势为4 V ，GH 为等势线，电场线垂直于GH ，从高电势指向低电势，B 正确．答案：BC[训练5] 解析：连接AC ，AC 中点电势为2 V ，由正六边形对称性，则EB 、AF 、CD 均为电场中的等势线，故A 正确；匀强电场的场强大小为E ＝U d ＝U AC2a sin 60°＝2×0.1×√32m ＝20√33V/m ，故B 错误；电场线方向与EB 垂直，即为由C 指向A ，故C 正确；将一个电子由E 点移到D点，电场力做正功，电子的电势能减少，减少量为eU ED ＝eU BC ＝1.6×10－19 J ，故D 正确．答案：ACD精练落实学科素养 1．解析：公式E ＝U AB d 只适用于匀强电场，A 错误；公式中的d 是A 、B 两点所在等势面间的距离，A 点和B 点之间的距离大，等势面之间的距离不一定大，故B 、C 错误，D 正确．答案：D2．解析：电场线是沿直线的电场，通常有如图所示几种情况：题中给出的一条电场线，不一定是哪一种，故B 、C 、D 错误；不论是何种情况的电场，沿着电场线方向电势总是降低的，φa >φb >φc ，故A 正确．答案：A3．解析：沿着电场的方向最远的两点是A 、E ，大约为d ＝1.0 m ，而电势差U ＝500 μV 则E ＝U d ＝500 μV/m 故选B.答案：B4．解析：由题图看出，AC 段电场线比CD 段、DB 段电场线密，则AC 段电场强度最大，根据公式U ＝Ed 可知，A 、C 间电势差U AC 大于C 、D 间电势差U CD 和D 、B 间电势差U DB .所以U AC ＞13U AB ＝13(φA －φB )＝10 V ，即(φA －φC )＞10 V ，又φA ＝30 V ，可知φC ＜20 V ．B 选项正确．答案：B5．解析：D 点电势为φD ＝φA +φC 2＝3 V ，BD 连线为等势线．由几何关系可知，A 点到等势线的距离为1.5 m ，所以匀强电场的场强E 1＝U BA d 1.5N/C ＝2 N/C ，且与AB 的夹角为30°.点电荷在B 点的场强E 2与E 1垂直，所以合场强E ＝2√2 N/C.答案：C6．解析：板间场强方向水平向左，可知Q 板电势最高．Q 板接地，则电势φQ ＝0，板间各点电势均为负值．(1)场强大小E ＝U d ＝5010×10−2 V·m －1＝5×102 V/mQ、A间电势差U QA＝Ed′＝5×102×(10－4)×10－2 V＝30 V所以A点电势φA＝－30 V，同理可求得P板电势φP＝U PQ＝－50 V (2)当Q板向左平移5 cm时，两板间距离d″＝(10－5) cm＝5 cm Q板与A点间距离变为d＝(10－4) cm－5 cm＝1 cm电场强度大小E′＝Ud″＝505×10−2V·m－1＝1.0×103V·m－1Q、A间电势差U QA′＝E′d＝1.0×103×1.0×10－2 V＝10 V 所以A点电势φA′＝－10 V.答案：(1)－50 V －30 V (2)－10 V。

(完整版)电路中的电势分析

电路中的电势分析在电路分析和计算中，对电路中各点电势高低的分析，往往是正确分析电路结构，判断电流的流向，计算两点间的电势差的基础和关键．下面分别对电路中电势分析的方法，以及电势分析在电路分析和计算中的运用作些说明．一、电路中电势分析的方法在闭合电路中，电源两极的正、负电荷沿电路建立电场，其中电源的正极电势最高，负极的电势最低，分析电路中其它各点电势高低的分布，要把握如下两个要点：1．在外电路中，电流由电势高的正极流向电势低的负极．这之中每流经电阻R，沿电流的方向电势降低，降低的数值等于IR．2．电流流经电动势为ε、内电阻为r的电源时，沿着电流从负极流入由正极流出的方向，电势升高的数值等于电动势ε，同时在内电阻上电势降低的数值等于Ir，即电势升高的数值等于ε-Ir．[例1]如图1所示电路中，电源的电动势ε1= 6.0V,ε2= 4.0V，内电阻r1= r2=1.0Ω，电阻R1= R3= 6.0Ω，R2= 3.0Ω．若c点接地,试比较a、b、d三点电势的高低．[解析]电路中的电流为c点接地，该点电势为零，即U c＝0．比较a、b、d三点电势的高低，可选择一段相应的电路，根据前面指出的两点，列出电势升降方程分析判断．在dC段电路上，沿电流方向由d点到c点，电势升高的数值为ε2—Ir2．据此列出的电势升降方程为：U d+ (ε2—Ir2)，解得d点电势为U d= U c- (ε2- Ir2) =[0 - (4.0 - 1.0×1.0)]V= -3.0V在ad段电路上，沿电流方向由a点到d点，电势降低的数值为IR3，其电势升降方程为：U a- IR3= U d．解得a点电势为U a= U d+ IR3= ( -3.0 + 1.0×6.0)V= 3.0V在ab段电路上，沿电流方向由b点到a点，电势升高的数值为ε1-Ir1，其电势升降方程为：U b+ (ε1- I r1) = U a．解得b点电势为U b= U a- (ε1- Ir1) = [3.0 - (6.0 - 1.0×1.0)]V=-2.0V综合上述分析可判知：a、b、d三点电势高低的关系为U a＞U b＞U d．二、电路中电势分析的应用在电路分析和计算中，常涉及到电路结构分析、电流流向判断、不同支路上两点间电势差的计算这样一些问题，这些都与对电路中各点电势高低的分析是密不可分的．下面通过例题来说明电路中电势分析的具体应用．[例2]如图2所示，一段由电阻R1、R2、R3和R4组成的电路．试分析这段电路的结构．[解析]分析一段电路的结构，即分析这段电路中各电阻之间的连接关系，这是正确进行电路计算的基础．分析一段电路上各点电势高低的分布，是分析这段电路结构的基本方法．在图2所示电路中，设a点电势最高，e点电势最低，即U a＞U e．a点和c点间用电阻不计的导线连接，a点和c点为等电势点，即U a= U c．同理，b点和d点为等电势点，即U b= U d．由U a＞U e可判知，这段电路中的电流将由a、c两点经b、d两点流向e点．再由电流流经电阻时，沿电流方向电势降低即可判知，这段电路中各点电势高低分布的情况是：U a=U c＞U b=U d＞U e．在完成电势分析后，可将电路中a、d、e三个电势高低不同的点选出，如图3所示重新排列．然后再将电路中的各电阻对应画在a、d、e三点间，采用这样的方法将原电路改画后，各电阻间的连接关系便一目了然了．[例3]如图4所示电路中，己知I = 3.0A，I1= 2.0A，电阻R1= 10Ω，R2= 5.0Ω，R3= 30Ω．求流过电流表A的电流大小和方向．<[解析]设a点电势为零，即U a=0．电流I l由a点经R1流到b点，电势降低的数值为I1R1，则b点电势为U b= U a- I1R1=（0 - 2.0×10）V = -20V流过R2的电流I2= I - I1= 1.0A，电流I2由a点经R2流到C点，电势降低的数值为I2 R2，则C点电势为U c= U a- I2R2- (0 - 1.0×5.0)V= -5.0V由U c＞U b可判知，流过R3的电流I3由c流向b．再由c、b两点间的电势差U c b = U c - U b= [（-5.0）-（-20）］V=15V，可求出流过R3的电流对c点来说，流入c点的电流一定等于流出c点的电流，现流入c点的电流I2大于流出c点的电流I3，由此判知从c点有一部分电流经电流表A流出，且流过电流表A的电流为I a= I2- I3= (1.0 - 0.50 )A = 0.50A电流I3的方向由c到d．从本题中清楚地看到，要判断局部电路中电流的流向，必须分析局部电路两端的电势高低，为了帮助读者掌握这一思路和方法，请读者自行分析如图5所示电路中，合上开关S的瞬间，通过开关S的电流的方向；然后再分析合上开关S后，通过开关S的电流的方向．（答案均为由b 流向a)[例4]如图6所示电路中，电源电动势ε=10V，内电阻不计，电阻R1=14Ω，R2= 6.0Ω，R3= 2.0Ω，R4= 8.0Ω，R5= 10Ω，电容器的电容C = 2.0μF．求（1）电容器所带的电量？说明电容器哪个极板带正电？（2）若R1突然断路，将有多少电量通过R5？[解析]涉及电路中接有电容器的问题，要注意两点：①注意分析加在电容器两板间的电压，等于电路中哪两点间的电势差，如果电容器两板分别接在不同支路的两点上，必须通过电势分析求出两点间的电势差．②电容器充放电达到稳定后，由于电容器的隔直作用，在电容器所在的支路中没有电流．（1）设d点电势为零，即U d=0．在a、b两点间电容器所在支路中，电流为零，R5两端等电势，因而加在电容器两板间的电压即为a、b两点间的电势差．电流由a点经R2流到d点，电势降低的数值即为R2两端电压，则a点电势为电流由b点经R4流到d点，电势降低的数值即为R4两端电压，则b点电势为由U b＞U a判知，电容器下板带正电．再由b、a两点间的电势差U ba= U b- U a= 5.0V，可求出电容器所带的电量为Q = Cu ba= ( 2.0×10-6×5.0) C = 1.0×10-5 C（2）在接有电容器的电路中，当电路结构或状态发生变化时，一般电容器要经历一次充电或放电过程，之后电容所带电量再次达到稳定．本题中，R1断路，当电容器带电再度达到稳定后，加在电容器两板间的电压等于R4两端的电压，此时电容器所带电量为由U b＞U d可知，电容器下板仍带正电．由Q'＞Q判知，R1断路后电容器经历了一次再充电的过程，电容器极板上所增加的电量，即为电容器在R1断路前后所带电量之差．据此通过R5的电量为q = Q'－Q =（1.6×10-5－1.0×10-5）C = 6.0×10-6 C最后还需强调的一点是，在分析电路各点电势，对于等电势点的分析是十分重要的，在例题2和例题4中都涉及到这一点．出现在电路中的等势点，往往是用电阻不计的导线连接的两个点，或者是没有电流通过的电阻两端，要注意掌握根据上述两种情况来分析判断等电势点．。

物理化学胶体10-4

x
双电层的 Stern 模型
当溶胶相对静止时，整个溶胶体系是电中性的，但当分散相粒子和液体介质相对运动时，就会产生电位差，这种电位差叫电动电势。胶粒是带电的，由于静电引力使粒子在表面周围，
又由于分子热运动，使反粒子在表面附近呈扩散分布。
离表面近的一层——紧密层(内层)，厚度(约几
个水分子直径大小，因为离子的水化所致)，当固体
如把AgNO3滴入KI溶液中制备AgI溶胶
分散相为(AgI)m的固体颗粒
1.胶核 ——由分子、原子或离子形成的固态颗粒胶核带电原因： ①从周围环境(介质)中选择吸附某种离子；
②胶核表面电离如SiO2溶胶，与水接触生成弱酸H2SiO3,
电离产物HSiO3－、SiO32－部分吸附在SiO2微粒表面，H+ 离子成为反离子； ③晶格取代如粘土(硅酸铝)晶格中的Al3＋被Ca2＋、
胶粒胶团

x

xK

扩散层
把少量KI 滴入AgNO3溶液中
制备AgI溶胶稳定剂AgNO3
AgI
m nAg

x (n x) NO 3

xNO 3
如SiO2溶胶，其胶团结构为
(SiO (iO
2(n x)H 2 ) m nSiO
2 3
2 x
反电泳——沉降电势
将分散相粒子在分散介质中迅速沉降，在液体的表面层与底层之间产生的电势差称为沉降电势。电动现象关系：
电泳
外电场引起运动电渗二、扩散双电层理论
质点移动，介质静止
反电泳
运动产生电势差反电渗
质点静止，液体移动
电动现象表明：胶体分散体系中，分散相粒子和分散介质带有数量相等而符号相反的电荷，因此在异相界面上建立了双电层结构。

2020-2021学年新教材人教版物理必修第三册：第10章1.电势能和电势

1.电势能和电势学习目标：1.[物理观念]知道电势能、电势的概念。

2.[科学思维]掌握电场力做功与电势能变化的关系会运用其进行相关的计算。

3.[科学探究]通过类比方法，探究静电力做功的特点。

4.[科学态度与责任]了解电势能和电势的定义方法，培养良好的学习习惯。

阅读本节教材，回答第26页“问题”并梳理必要知识点。

教材P 26问题提示：电荷只受静电力作用，只有静电力做功，故这种能量变化与静电力做功有关，类比于重力做功与重力势能，这种能应该是一种势能。

一、静电力做功的特点1．特点：静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关，与电荷经过的路径无关。

2．在匀强电场中静电力做功：W AB ＝qE ·L AB cos θ，其中θ为静电力与位移间的夹角。

二、电势能1．概念：电荷在电场中具有的势能。

用E p 表示。

2．静电力做功与电势能变化的关系静电力做的功等于电势能的减少量，W AB ＝E p A －E p B 。

⎩⎨⎧电场力做正功，电势能减少；电场力做负功，电势能增加。

3．电势能的大小：电荷在某点的电势能，等于把它从这点移到零势能位置时静电力所做的功。

4．零势能点：电场中规定的电势能为零的位置，通常把电荷在离场源电荷无限远处或大地表面的电势能规定为零。

三、电势1．定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量之比。

2．定义式：φ＝E p q。

3．单位：国际单位制中，电势的单位是伏特，符号是V,1 V＝1 J/C。

4．特点(1)相对性：电场中各点电势的大小，与所选取的零电势的位置有关，一般情况下取离场源电荷无限远或大地为零电势位置。

(2)标矢性：电势是标量，只有大小，没有方向，但有正负。

5．与电场线关系：沿电场线方向电势逐渐降低。

1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)在静电场中沿电场线方向移动负电荷时，静电力做正功。

(×)(2)在静电场中电荷运动了一段路程，电场力一定做功。

静电场环路定理

l
i
l
结论：静电场力做功，与路径无关.
10-4 静电场的环路定理
静电场的环路定理
q0 E dl q 0
q 0 ( E dl
ABC
ABC
E dl 0
l
CDA
E dl ) 0
A
ADC
E dl
B
D
C
E
结论：沿闭合路径一周，电场力作功为零.
q1
r1

n
n
U i
i 1
i 1
Ei dl
E3

q2
r2
E2
q3
r3
A
E1
10-4 静电场的环路定理
电荷连续分布时 dq dV
dq dU 4πε0 r
1 dq UA 4πε0 r
dq
r
A
10-4 静电场的环路定理
计算电势的方法
q
令 U 0 qdr U E dl r 2
r
4πε0 r
er
r
q U 4 πε0 r
10-4 静电场的环路定理
四
电势的计算
点电荷系 E Ei
i
qi UA i 1 4 π ε0 ri
n
UA

A
E dl
A
10-4 静电场的环路定理
一
电场的环量
E dl E cos dl
l l
环量：场强沿闭合路径的线积分称为电场的环量
dl
l
F dl q0 E cos dl

第10-2章静电场高斯定理

E dS co
Φe dΦe s E dS s E cosdS
dS
dS
en
非均匀电场强度电通量
Φe s E dS s E cosdS
均匀电场，E垂直平面
Φe ES
S
均匀电场，E 与平面夹角
Φe E cos s dS ES cos
点电荷位于球面中心
q
E 4π 0r2
Φe
E dS
S
S
4π
q
0r2
dS
正
q负
q
电荷
Φe
0
电荷
Φe
0
r
+
高斯定理
dS
点电荷q被任意曲面包围, 曲面的电通量等于多少? 通过 S 的电通量与通过 S 的电通量相等吗？
根据电力线的连续性
对球面S1
Φe
E dS
q
S1
0
对球面S2
§10-1 电荷与库仑定律 §10-２电场、电场强度 §10-３电场的高斯定理 §10-4 环路定理与电势
一电场线（电场的图示法）
规定 1）曲线上每一点切线方向为该点电场强度方向
2）通过垂直于电场方向单位面积电场线根数为
该点电场强度的大小.
v E E dN / dS
特点
1）始于正电荷,止于负电荷 2）非源汇处电场线不相交 3）静电场电场线不闭合
ES左
cosπ
ES左
Φe右 s右E dS ES右 cos ES左
Φe Φe前 Φe后 Φe左 Φe右 Φe下 0
封闭曲面内无电荷凡例
问题：任意磁场中，通过任意闭合曲面的电通量如何计算？
三电场的高斯定理

第四章-自然电位

第四章自然电位斯仑贝谢在1928年发现了这样的现象：井中电极与放在远处的地面参考电极之间有电位差，该电位差随地层变化，通常相对于泥岩的电平有几十到几百毫伏(图4—1)。

研究过该现象的科学家有：道尔(1948和1950)，威利(1949和1951)，贡多尼(GO-ndouinndouin)等(1957，1962)，贡多尼(Gon-douin)和斯卡拉(Scala)(1958)，希尔(Hill)和安德森(Anderson)(1959)。

下文简要说明他们的论述和结论。

对着一种地层的自然电位能够由有关离子运移的两个过程引起：1)动电(电过滤或流动)电位(符号为{EK)是在电解质穿过多孔的非金属介质时产生的；2)电化学电位(符号为Ec ．)是在两种不同矿化度的流体直接接触，或由半渗透膜(与泥岩相当)将它们隔开的条件下出现的。

4．1．动电电位的起因动电电位是在钻井液柱和地层之间存在压差，钻井液滤液被迫流入地层时出现的。

滤液通过以下地层流动，就产生动电电位：1．)渗透层的泥饼；2)正在受到侵入的渗透性地层；3)泥岩层。

希尔和安德森(1959)研究了通过泥饼的流动电势(图4—2)，而在此几年以前(1951)威利提出了通过泥饼的如下的电势E 的关系式：()][1mV p K E ykm c ∆=其中y 值在0.57到0.900之间。

通过泥岩存在的过滤电位已在实验室中由贡多尼和斯卡拉(1958)，希尔和安德森(1959)得到了验证(图4—3．)。

安德森等发表的现场资料也证实了泥岩动电电位的存在。

贡多尼和斯卡拉给出了泥岩的电动势：()][1mV p K E yksh ∆=其中的K 2=-0.018(R mf )1/3。

流动电位的大小取决于几个因素： 1）过介质的压差△p ；2）移动滤液的有效电阻率R mf ； 3）滤液的介电常数D 1 4）仄塔电位ξ。

5）滤液粘度μ。

因为泥饼的渗透率很低(10-2～10-4毫达西)，所以钻井液柱和地层之间的压差大部分都降落在泥饼处。

§10-4 静电场的环路定理 §10-5 电势

（若已知电量 q，细杆长L）
ln
ab b
《大学物理》校级精品课程教学团队
课堂例题6: P25例10.5.1
求均匀带电球面的电势分布，已知R，Q。解：由高斯定理求出场强分布
0 E Q 4 r 2 0 rR rR
R
Q
O
r
取积分路径沿电场线方向（或沿径向）由定义⑴ ：r R
21
《大学物理》校级精品课程教学团队
分别用四个点电荷放置在正方形的端点上，组成不同的图形，点电荷的电量值均相等，符号如图所示，假定无穷远处的电势为零，试问上述图形中哪一种正方形中心处的电场强度和电势都为零。
答: （ D ）
《大学物理》校级精品课程教学团队
课堂练习 5
电场强度的分布如图所示，将一负电荷 q 从a点移动到b点时，电场力做的功为Aab，a 点和b点的电势分别为Ua和Ub，则应有 (A) Aab>0 Ua > Ub (B) Aab>0 Ua < Ub (C) Aab<0 Ua < Ub (D) Aab<0 Ua > Ub
《大学物理》校级精品课程教学团队
课堂例题7
求等量异号的同心均匀带电球面的电势差。已知：+Q，-Q，R1，R2 求：UAB 解法1：定义法：由高斯定理得
0 Q E 2 4 r 0 0 r R1 R1 r R2 r R2
Q
Q
R1 R2 O
A
B
r
答: （ D ）
《大学物理》校级精品课程教学团队
课堂例题1：与P26例10.5.2类似
求电偶极子电场中任一点P(x，y)的电势。已知 q，l，x，y。解：由电势叠加原理 q q qr2 r1

10-4 电容器的电容-2021-2022学年高二物理精讲精练(新人教版必修第三册)(原卷版)

10.4电容器的电容考点精讲考点1：电容器充、放电问题1．充电过程电路如图所示。

特点：(1)有电流，电流方向为流入电容器正极板，电流由大到小。

(2)电容器所带电荷量增加。

(3)电容器两极板间电压升高。

(4)电容器两极板间电场强度增加。

当电容器充电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器两极板间电压与充电电压相等。

2．放电过程电路如图所示。

特点：(1)有电流，电流方向是从正极板流出，电流由大变小。

(2)电容器所带电荷量减少。

(3)电容器两极板间电压降低。

(4)电容器两极板间电场强度减弱。

当电容器放电结束后，电路中无电流。

电容器的放电过程实际上是正、负电荷中和的过程。

【例1】(多选)电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力。

感应线是一个压电薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，压力越大电压越大，压电薄膜与电容器C和电阻R组成图甲所示的回路，红灯亮时，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中产生两脉冲电流，如图乙所示，即视为“闯红灯”，电子眼拍照。

则红灯亮时()甲乙A．车轮停在感应线上时，电阻R上有恒定电流B ．车轮经过感应线的过程中，电容器先充电后放电C ．车轮经过感应线的过程中，电阻R 上的电流先增大后减小D ．汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，仍会被电子眼拍照【技巧与方法】充电电流与放电电流1电容器两极板间的电介质使两极板之间绝缘，所以充电结束后的电容器相当于断路。

2而充电过程中电荷由电源定向移动，在两极板上聚集，故电路中有充电电流，而且电流流向正极板。

3放电时，电容器极板上的电荷减少，有放电电流，且电流从正极板流出。

【针对训练】1．如图所示实验中，关于平行板电容器的充、放电，下列说法正确的是()A ．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带正电B ．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带负电C ．开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带正电D ．开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带负电考点2：对电容的理解1．两公式C ＝Q U 与C ＝εr S4πkd 的比较公式C ＝QUC ＝εr S 4πkd公式特点定义式决定式意义对某电容器Q ∝U ，但QU ＝C 不变，反映电容器容纳电荷的本领平行板电容器，C ∝εr ，C ∝S ，C ∝1d ，反映了影响电容大小的因素联系电容器容纳电荷的本领由QU 来量度，由本身的结构(如平行板电容器的εr 、S 、d 等因素)来决定2.通过Q U 图像来理解C ＝QU 。

电势电势差

B C B' 图2 C'
５．一个带正电的质点，电量q＝2.0×10－9C，在静电场中由a点移动到b点。在这过程中除电场力外，其它力做的功为6.0×10－5J，质点的动能增加了 8.0×10－5J，则a、b两点间的电势差UAB为（）
A．1×104 V C．4×104 V B．－1×104 V D．－7×104 V
6 ．如图所示，空间有一水平匀强电场，竖直平面内的初速度为v0的微粒沿着图中虚线由 A运动到B，其能量变化情况是（ B ）
A．动能减少，重力势能增加，电势能减少
B．动能减少，重力势能增加，电势能增加
C．动能不变，重力势能增加，电势能增加
D．动能增加，重力势能增加，电势能减少 B
E
A
７．如图所示，MN是一负点电荷产生的电场中的一条电场线.一个带正电的粒子（不计重力）从a 到b穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示.下列结论正确的是 A．带电粒子从a到b过程中动能逐渐减小 B．负点电荷一定位于M点左侧 C．带电粒子在a点时具有的电势能大于在b点时具有的电势能 D．带电粒子在a点的加速度小于在b点的加速度
A．EA<EB， B C
B．EA>EB， A B
B +Q A C
C．EA>EB， A B
D．EA>EC， B C
４．图2所示的匀强电场E的区域内，由A、B、C、D、 A' 、B' 、C' 、D' 作为顶点构成一正方体空间，电场方向与面ABCD垂直。下列说法正确的是 ( B D ) A．AD两点间电势差UAD与A A'两点间电势差UAA'相等 B．带正电的粒子从 A点沿路径A→D→D'移到D'点，电场力做正功 C．带负电的粒子从A点沿路径A→D→D'移到D'点，电势能减小 D．带电的粒子从A点移到C'点， D D' A 沿对角线A C'与沿路径A→B A' E →B' →C'电场力做功相同

10-4 直接电位分析法

被测离子含量的测定方法: 校准曲线法标准加入法格氏作图法
10-4-2.校准曲线法
• 以TISAB（总离子强度调节剂）溶液为稀释剂，配置一系列含不同浓度被测离子的标准溶液，并分别将其与所选定的指示电极和参比电极组成化学电池，测定其电动势，以所得数据绘制E-lgc校准曲线。然后在相同条件下测定由试液和电极组成电池的电动势，并从校准曲线上求出待测液中所含被测离子的浓度。
10-4 直接电位分析法
10-4-1直接电位法的测量
直接电位分析法中，各种电极电位能表征电池溶液中某种离子的活度，而且电极电位与活度的关系符合能斯特方程的计量关系，称为该离子选择性电极对该种离子的能斯特响应。
实验时，采用离子选择性电极作指示电极，饱
和甘汞电极作参比电极，与待测溶液组成工作电池，
2.电动势测量带来的误差
•直接电位法中，由电池电动势的测量引起的浓度
相对误差可由Nernst方程微分导出，即
E K RT ln a K ' RT ln c
nF
nF
对其微分
dE池

RT nF

dc c
c c
n RT / F
E池
△c：浓度变化
若E池的单位用mV，温度用25。C，则
d.响应时间电极浸入溶液后达到稳定的电位所需时间（1）与待测离子到达电极表面的速度有关。（2）与待测离子活度有关, 活度越小，响应时间越长。（3）与介质的离子强度有关,含有大量非干扰离子响应快（4）共存离子的存在对响应时间有影响（5）与膜的厚度，表面光洁度等有关。
e.迟滞效应这是与电位响应时间有关的一个现象，即对同一
pH计
pH计是一台高阻抗输入的毫伏计，两次测量得到的是 E-ES，测定的方法是校准曲线法的改进。 •定位的过程是用标准缓冲溶液校准曲线的截距。 •温度校准是调整校正曲线的斜率。 •经过这样的校正后，pH计的刻度就符合校正曲线的要求，测定未知溶液时，pH计可直接显示其pH的数值。 •测定的准确度首先取决于标准缓冲溶液pHs的准确度，其次是标准缓冲溶液和待测溶液组成接近的程度。后者直接影响到包含液接电位的常数项是否相同。

高中三年级物理10-4 第2课时实验：观察电容器的充、放电现象

4 电容器的电容第2课时实验：观察电容器的充、放电现象1.了解电容器充电和放电现象及能量转换.2.通过探究得出影响平行板电容器电容的因素，会应用平行板电容器的电容公式分析有关问题．1．实验原理(1)电容器的充电过程如图1所示，当开关S接1时，电容器接通电源，在电场力的作用下自由电子从正极板经过电源向负极板移动，正极板因失去电子而带正电，负极板因获得电子而带负电．正、负极板带等量的正、负电荷．电荷在移动的过程中形成电流．在充电开始时电流比较大(填“大”或“小”)，以后随着极板上电荷的增多，电流逐渐减小(填“增大”或“减小”)，当电容器两极板间电压等于电源电压时电荷停止移动，电流I＝0 .图1(2)电容器的放电过程如图2所示，当开关S接2时，相当于将电容器的两极板直接用导线连接起来，电容器正、负极板上电荷发生中和．在电子移动过程中，形成电流，放电开始电流较大(填“大”或“小”)，随着两极板上的电荷量逐渐减小，电路中的电流逐渐减小(填“增大”或“减小”)，两极板间的电压也逐渐减小到零．图22．实验器材：6 V的直流电源、单刀双掷开关、平行板电容器、电流表、电压表、小灯泡、导线若干. 3．实验步骤(1)按图3连接好电路．图3(2)把单刀双掷开关S打在上面，使触点1和触点2连通，观察电容器的充电现象，并将结果记录在表格中．(3)将单刀双掷开关S打在下面，使触点3和触点2连通，观察电容器的放电现象，并将结果记录在表格中．(4)记录好实验结果，关闭电源．4．实验记录和分析5.注意事项(1)电流表要选用小量程的灵敏电流计．(2)要选择大容量的电容器．(3)实验要在干燥的环境中进行．(4)在做放电实验时，在电路中串联一个电阻，以免烧坏电流表．1．电容式传感器可以将非电学量的微小变化转换成电容变化。

如图是一种利用电容式传感器测量油箱中油量的装置。

当开关S闭合后，油量减少时（）A．电容器的电容增大B．电容器的带电量减小C．电流向上经过G表D．G表示数为零时，油箱中油量为零2．电容式话筒的原理示意图如图所示，E为电源，R为电阻，薄片P和Q为两金属基板。

大学物理自感和互感

~
~
变压器
收音机中的磁棒天线
19
10 - 4 自感和互感
第十章电磁感应
互感的防止
电话串音(两路电话间的互感) 电路设计中互感的避免
20
10 - 4 自感1和0 -互5感磁场能量第十章电磁感应
一、自感磁能
L
考察在开关合上后的一段时
R
间内，电路中的电流滋长过程：由全电路欧姆定律
BATTE
RY 电池
称为该线圈的自感系数，用L表示。
L的计算： LI
LI
注意：自感系数与电流无关，只决定于线圈本身的性质--几何尺寸、匝数、介质。
3
10 - 4 自感和互感
第十章电磁感应
4、自感电动势
根据法拉第电磁感应定律:
Ψ自 LI
L
d自 dt
d( LI ) dt
L dI I dL dt dt
若回路几何形状、尺寸不变，周围介质的磁导率不变
16
10 - 4 自感和互感
第十章电磁感应
例. 如图,在磁导率为的均匀磁介质中,一长直导线与
矩形线圈一边相距为a,线圈共N匝,求互感系数.
解:设直导线中通有自下而上的电流I,它激发的磁场通过
矩形线圈的磁通链数为
N sB dS
ab I
NIl a b
N a
ldr ln
2r
2 a
互感为 M Nl ln a b
第十章电磁感应
M12
I1
I2 M21
L1
L2
线圈中产生焦耳热
反抗自感电动势做功
反抗互感电动势做功
互感磁能
W
1 2
L1I12
1 2

第一章第4节电势能电势与电势差

(3)如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？
12
课前自主梳理
课堂互动探究
课时达标训练
解析
(1)WAC＝WAB＋WBC＝(－3×10－5＋1.2×10－5) J＝－1.8×10－5 J。
可见电势能增加了1.8×10－5 J。
(2)如果规定A点的电势能为零，由公式得该电荷在B点的电势能为EpB＝EpA－WAB＝0 －WAB＝3×10－5 J。同理，C点的电势能为EpC＝EpA－WAC＝0－WAC＝1.8×10－5 J。 (3)如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点的电势能为EpA′＝EpB′＋WAB
课时达标训练
[精典示例] [ 例 2] (2017· 漳州高二检测 ) 将一正电荷从无穷远处移至电场中 M 点，电场力做功为 6.0×10 － 9 J；若将一个等量的负电荷从电场中 N点移向无穷远处，电场力做功为 7.0×10－9 J，则M、N两点的电势φM、φN的关系为( A.φM<φN<0 B.φN>φM>0 )
7
课前自主梳理课堂互动探究课时达标训练
思考判断 1.某点的电势为零，电荷在该点的电势能一定为零( √ )
2.某一点的电势为零，其场强一定为零( ×)
3.电场力做功，电势能一定变化( √ ) 4.UAB＝8 V，表示A点电势比B点高8 V。( √ ) 5.某点电势也可以看成是该点与零电势点的电势差。( √ ) 6.电势差UAB等于将电荷q从A点移到B点时，静电力所做的功。( × )
第4节
学习目标
电势能
电势与电势差
核心提炼 2 个特点——电场力做功特点、等势面的特点 4 个概念——电势能、电势、电势差、等势面 4 个公式——WAB＝EpA－EpB φ＝ UAB＝φA－φB WAB UAB＝ q Ep q

标准电极电势表(非常全)

158
GeO2+2H++2e═GeO(黄色)+H2O
-0.273
159
H2GeO3+4H++4e═Ge+3H2O
-0.182
160
2H++2e═H2
0
161
H2+2e═2H-
-2.25
162
2H2O+2e═H2+2OH-
-0.8277
163
Hf4++4e═Hf
-1.55
164
Hg2++2e═Hg
0.851
电极过程(Electrode process)
Ag++e═Ag Ag2++e═Ag+ AgBr+e═Ag+BrAgBrO3+e═Ag+BrO3AgCl+e═Ag+ClAgCN+e═Ag+CNAg2CO3+2e═2Ag+CO32Ag2C2O4+2e═2Ag+C2O42Ag2CrO4+2e═2Ag+CrO42AgF+e═Ag+FAg4[Fe(CN)6]+4e═4Ag+[Fe(CN)6]4AgI+e═Ag+IAgIO3+e═Ag+IO3Ag2MoO4+2e═2Ag+MoO42[Ag(NH3)2]++e═Ag+2NH3 AgNO2+e═Ag+NO2Ag2O+H2O+2e═2Ag+2OH2AgO+H2O+2e═Ag2O+2OHAg2S+2e═2Ag+S2Ag2S+2H++2e═2Ag+H2S AgSCN+e═Ag+SCNAg2SeO4+2e═2Ag+SeO42Ag2SO4+2e═2Ag+SO42Ag2WO4+2e═2Ag+WO42Al3+3e═Al AlF63-+3e═Al+6FAl(OH)3+3e═Al+3OHAlO2-+2H2O+3e═Al+4OHAm3++3e═Am Am4++e═Am3+ AmO22++4H++3e═Am3++2H2O As+3H++3e═AsH3 As+3H2O+3e═AsH3+3OHAs2O3+6H++6e═2As+3H2O HAsO2+3H++3e═As+2H2O AsO2-+2H2O+3e═As+4OHH3AsO4+2H++2e═HAsO2+2H2O AsO43-+2H2O+2e═AsO2-+4OHAsS2-+3e═As+2S2AsS43-+2e═ AsS2-+2S2Au++e═Au Au3++3e═Au