第8章 实验十 观察电容器的充放电现象-【勤径学升】2024高考物理一轮总复习

回高考一轮总复习·物理 实验十观察电容器的充放电现象 >对应答案P 实验技能储备 原理装置图 操作要领 1.电容器的充电过程 +Q 开关S接1时，电源给电容器充电，电容器带电量、 -Q1 电压逐渐增大，电流逐渐诚小，最后电流为零，如图 甲电容器允电示意图 甲所示。 2.电容器的放电过程 A 开关S接2时，电容器负极板上负电荷与正极板上 正电荷中和，两极板的电荷量逐渐减小，电流逐渐 乙电容器放电示意图 减小，最后电压也逐渐减为零，如图乙所示。 数据处理 实验项目 实验现象 灯泡L 亮度出明到暗最后熄灭 电容器充电 电藏表A 示数由大到小最后为零 电压表V 示数由小到大最后不变 灯泡L 亮度由明到暗最后想灭 电容器放电 电流表A 示数由大到小最后为零 电压表V 示数由大到小最后为零 考点 教材原型实验 (1)请在图甲中画出上述“-g图像。类比直线 典例剖析 运动中由。一1图像求位移的方法，求两极间电 [例1门电容器作为储能器件，在生产生活中有广 压为U时电容器所储存的电能，E。= 泛的应用。对给定电容值为C的电容器充电，无 (2)在如图乙所示的充电电路中，R表示电阻，E 论采用何种充电方式，其两极间的电势差“随电 表示电源（忽略内阻）。通过改变电路中元件的 荷量q的变化图像都相同。 参数对同一电容器进行两次充电，对应的9-1曲 线如图丙中①②所示。 a.①②两条曲线不同是 (选填“E”或 “R”)的改变造成的； ⑧164 第八章静电场回 b。电容器有时需要快速充电，有时需要均匀充 电。依据a中的结论。说明实现这两种充电方式 的途径。___________ 甲内 （3)设想使用理想的“恒流源”替换(2)中电源对按图甲所示的电路原理图将图乙中实物图 电容器充电，可实现电容器电荷量随时间均匀增 连线。 加。请思考使用“恒流源”和(2)中电源对电容器先闭合开关S，再断开开关S_2_；闭合开关S 的充电过程，填写下表(选填“增大”“减小”或“不 同时按下秒表开始计时。若某时刻电压表的示 变”)。-__数如图丙所示，电压表的示数为__V(保 留2位小数）。 电源两端电压________（3)该同学每隔10s记录一次电压表的示数U， 通过电源的电流____________记录的数据如下表所示。在给出的坐标纸上绘出 U-t图线，已知只有一个数据点误差较大，该数 规律总结。～据点对应的表中的时间是_____s。 （1）电容器充电时电流流向正极板，电容圆放电时电 流从正极板流出，且充，放电时电流均逐渐减小至零。 (2)电容器充，放电过程中，电容器的电容保持不变，电压U/V2。143.45|4.234.515.005.18 极板带电荷量和电压成正比关系变化。 （3)在U-q图像中斜率表示电容的例数。图线和横坐 tN↑ 标图成的面积表示所储存的电势能E 针对训练]3.00= 某同学利用图甲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：电池E(内阻很小)，开关S_1和S_2，电容器C （约100gF)，电阻R_1（约200kΩ)，电阻R24)电路中C，R、和S，构成的回路的作用是 (1ka)，电压表V(量程6V)，秒表，导线若干。—__ 考点之探索创新实验 奥例剖析 双拥开关S。导线若干。实验过程如下： [例2]用下列器材测量电容器的电容：一块多用 电表，一台直流稳压电源，一个待测电容器(额定 电压16V)。定值电阻R_1=100Ω，定值电阻R_x= 甲 150Ω。电流传感器，数据采集器和计算机，单刀 165⊕ 回高考一轮总复习·物理 实险次数 实脸步骤 [例3]在测定电容器电容值的实验中，将电容 器、电压传感器、阻值为3k?的电阻R、电源、单 ①将电阻R,等器材按照图甲正确连接电路， 刀双掷开关按图甲所示电路图进行连接。先使 第1次 将开关$与1端连接，电源向电容器充电 ②将开关S掷向2绮，测得电流随时间变化 开关S与1端相连，电源向电容器充电，充电完 的i-1曲线如图乙所示 毕后把开关S掷向2端，电容器放电，直至放电 ③用电阻R替换R:,币复上述实验步骤① 完毕。实验得到的与电压传感器相连接的计算 第2次 ②，测得电流随时间变化的i一t曲线如图丙 机所记录的电压随时间变化的4一1曲线，如图 中的某条虚线所示 乙所示，图丙为由计算机对图乙进行数据处理后 说明：两次实验中电源输出的直流电压恒定且相同 记录的“峰值”及曲线与时间轴所围“面积” ↑m -5- 010200300400'W 请完成下列问题： aN1脑减6v (1)第1次实验中，电阻R两端的最大电压U一 面朗：+827下· 而积：-127下 V。利用计算机软件测得i-t曲线和 值：6V 两坐标轴所围的面积为90mA·s,已知电容器 0100 200300400s 放电