【原】电容器的充放电

高中阶段的电容器是个特殊的存在，横跨静电场、稳恒电路、交变电流三大区域，考查的目标倒是相对比较单一，电容器两端的电压、电量、两极板间的电场、充电电流、放电电流。

相比于稳恒电路中电容器的“断路”思维，交流电中的“通路”思维，静电场中还是考出了很多花样的。极板间距变一下子、正对面积变一下、电介质有时也会来凑一下子热闹，还有电荷量、电压的变化问题。考的点相对比较多，头绪较乱。

首先说明一个观点，复习的意义不是对所学知识的重复，而是深度理解，为何在新授课阶段达不到如此要求呢？新授课是按照教材顺序走了，属于加工“零部件”阶段，复习属于组装、调试阶段。组装可不是简单的组合在一起，螺丝拧几圈合适呢？各个零部件如何匹配，也是相当复杂的。

有关电容器的知识如何组装呢？个人的观点，高中阶段有关静电场，恒定电路、低频交流电路的知识，本质上都可以用电场力和电势能的相关知识来统领，尤其是对电场力知识的运用，从大的角度看，是静电学中力学规律的迁移运用，无处不在的力学规律，骨干就是就这么神出鬼没，感觉不用了，其实还在起作用。

课堂上复习到电容器的充放电问题。同学们提问时的一些问题使我意识到，高中的电路元件还处在“电阻化”的阴影之下，不管什么原件，总觉得是一个“另类”电阻。

典型问题有：电容器充电时有无电流通过电容器内部？若不通过，电路不就是一个断路吗？断路怎还能有充电电流？

充电的本质看来还是一个未解之谜。

充电说的通俗一点，就是电源给两个素昧平生的金属导体转移一下电荷。关键是要理解电源为啥要这么做？

干电池两端有电势差，不和外界物体连接时，干电池内部的电荷在静电力和“非静电力”的作用下保持平衡。“非静电力”是什么力呢？学过点静电磁学的知识就会了解到，能对电荷因“电”而产生作用力的，只有电场和磁场。电池要是狭义的化学电池，一般我们会称电池内部因化学反应而产生的力为“非静电力”，有的书命名为化学反应力，名词叫的花样多，本质上都还是静电力，化学反应的本质还是静电力的相互作用。当电池和外电路“连通”时，由于正负极之间有电势差，外电路中又有自由电荷，因此外电路中的自由电荷在“电源”电场的作用下，在无规则运动的基础上有了定向移动，移动的结果是趋于平衡（自由电荷所受电场力为零的状态），稳恒电路最终是一种动态平衡—看上去像是不动的运动状态。

对于电容器的充电，道理相同，都是在电源电场作用下趋于平衡的一种状态，充满的标志实际上是电容器的两个导体极板及电源中的自由电荷趋于静电平衡的一种状态。放电就是将两个电势不同的极板连接起来再次达到静电平衡状态。

本质上都是电场力作用下的不同表现，表现的方式就是自由电荷在电场力作用下的从打破平衡到趋于平衡。

电池的内部在高中物理中的几乎不谈本质了，化学中的化学反应力也不从静电力角度来解释，导致这部分的理解几乎是死记硬背式的条件反射。不理解不影响解题，理解了有利于对高中物理的主干知识形成统一的力学认知。