第十章 4 第2课时 实验：观察电容器的充、放电现象（课件PPT）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理必修第三册同步导学案（人教版）

人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 第2课时　实验：观察电容器的充、放电现象　 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 实验必备 自主学习 实验研析 创新学习 课堂检测 素养达标 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 一、实验目的 1．通过观察，了解电容器在充电和放电的过程中，两极板间电压和电路中电流的变化。 2．判断电容器在充电和放电的过程中，两极板储存电荷量的变化。 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 二、实验原理 1．电容器的充电过程 如图所示，当开关S接1时，电容器接通电源， 在静电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，以后随着极板上电荷的增多，电流逐渐减小，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。 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 2．电容器的放电过程 如图所示，当开关S接2时，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，随着两极板上的电荷量逐渐减小，电路中的电流逐渐减小，两极板间的电压也逐渐减小到零。 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 三、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、定值电阻、导线。 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 四、实验步骤 1．按图连接好电路。 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 2．把单刀双掷开关S接1，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接2，观察电容器的放电现象，并将结果记录在表格中。 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 4．记录好实验结果，关闭电源。 实验记录和分析： 实验项目 实验现象 电容器充电 电流表 电流表的读数由大到小最后为零 电压表 电压表的读数由小到大最后为6 V 电容器放电 电流表 电流表的读数由大到小最后为零 电压表 电压表的读数由大到小最后为零 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 五、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。 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 题型1　对电容器及其充、放电的认识 [典例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 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 [解析]　开关接1时，平行板电容器充电，上极板与电源正极相连而带正电，A正确，B错误；开关接2时，平行板电容器放电，放电结束后上、下极板均不带电，C、D错误。 [答案]　A 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 (a) 题型2　充、放电过程电压和电流的变化及数据处理 　某同学利用图(a)所示电路测量电容器充电时两极板间的电压随时间的变化。实验中使用的器材为：电池E(内阻很小)、开关S1和S2、电容器C(约100 μF)、电阻R2(约200 kΩ)、电阻R2(1 kΩ)、电压表V(量程6 V)、秒表、导线若干。 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 (b) (c) 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 (1)按图(a)所示的电路原理将图(b)中实物图连线。 (2)先闭合开关S2，再断开开关S2；闭合开关S1，同时按下秒表开始计时。若某时刻电压表示数如图(c)所示，电压表的读数为________V(保留两位小数)。 (3)该同学每隔10 s记录一次电压表的读数，记录的数据如下表所示。 时间t/s 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 电压U/V 2.14 3.45 4.23 4.51 5.00 5.18 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 在给出的坐标纸上绘出图线，已知只有一个数据点误差较大，该数据点对应的表中的时间是________s。 (4)电路中C、R2和S2构成的回路的作用是________________________。 人教物理 必修第三册 返回导航 下页 上页 [解析]　(2)电压表的量程为6 V，分度值为0.1 V，所以读数为3.