第9章　第23讲　电容器与电容　观察电容器的充、放电现象-【南方凤凰台】2024高考物理（提高版）一轮复习导学案 江苏（新教材新高考）课件

第九章 静电场 第23讲　电容器与电容　观察电容器的充、放电现象 高考总复习 一轮复习导学案 · 数学（提高版） 5A导学案 高考一轮复习 物理 1 体系建构 体系建构 体系建构 素养发展 5 1 实验：观察电容器的充、放电现象 1. 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，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. 素养发展 (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，放电开始时电流较大，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，最后减小到零． 素养发展 2. 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． 3. 实验步骤 (1) 按图连接好电路． (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． (4) 记录好实验结果，关闭电源． 素养发展 实验记录和分析： 实验项目  实验现象 电容器 充电 灯泡 灯泡的亮度由明到暗，最后熄灭 电流表1 电流表1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 灯泡 灯泡的亮度由明到暗，最后熄灭 电流表2 电流表2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 素养发展 4. 注意事项 (1) 电流表要选用小量程的灵敏电流表． (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． 素养发展 (2022·南京二模)某课外兴趣小组用如图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象，并测量电容器的电容． (1) 粗略观察充放电的电流大小和方向时，应选择表头为_________(填“乙”或“丙”)图的电流表． 1 【解析】图乙电表可以测量正反双向电流，而图丙电表只能测量正向电流，反向电流可能导致电表烧坏，因此粗略观察充放电的电流大小和方向时应选择图乙电表． 乙 素养发展 (2) 放电时，图甲中流经电阻 R的电流____________(填“向左”或“向右”)． 【解析】充电时电容左侧接的是电源正极，左极板为正电荷，因此放电时电流为顺时针方向，故流经电阻R的电流向右． 向右 素养发展 (3) 为了能测量电容，将图甲中电流表换成电流传感器测量电流，请根据电路图，连接图丁中的实物图． 素养发展 【解析】根据电路图，连接的实物图如图所示． 素养发展 (4) 电容器放电过程中，电流随时间变化的规律如图戊所示，计算机可以得出i －t图像所围的区域面积为0.869 mA·s，电阻R为500 Ω，直流电源电压恒为2 V，则该电容器电容为_______μF.(结果保留三位有效数字) 435 素养发展 (5) 仅将R为500 Ω的电阻改为1 000 Ω，电流传感器内阻不计，重新观察电容放电曲线，请在图戊中大致画出电阻为1 000 Ω的放电曲线． 【解析】仅将R为500 Ω的电阻改为1 000 Ω，充电完成后电容器极板上储存的总电荷量不变，因此i－t图像所围的区域面积不变，放电时由于R增大，因此初始放电电流会减小，故1 000 Ω的放电曲线如下： 素养发展 2 电容器的两类动态问题的分析 研究与平行板电容器电容有关因素的实验装置如图所示．下列说法中正确的是(　　) A．实验前，只用带电玻璃棒与电容器a板接触，能使电容器带电 B. 实验中，只将电容器b板向上平移，静电计指针的张角变小 C. 实验中，只在极板间插入有机玻璃板，静电计指针的张角变大 D. 实验中，只增加极板带电荷量，静电计指针的张角变大，表明电容增大 2 A 素养发展 素养发展 如图所示，平行板电容器与一个恒压直流电源连接，下极板通过A点接地，一带电液滴在P点刚好平衡，现将平行板电容器的下极板竖直向下移动一小段距离，则(　　) A. 静电计指针张角变小 B. 液滴将向上移动 C. P点电势降低 D. 液滴在P点的电势能减小 3 D 素养发展 素养发展 动态分析的思路 1. U不变 如果平行板电容器充电后始终连接在电源上，两极板间的电势差U将保持不变． 素养发展 2. Q不变 若平行板电容器充电后切断与电