第六节 电容 电容器 第2课时 实验：观察电容器的充、放电现象（教学课件）物理沪科版2020必修第三册

第九章　静电场及其应用 第2课时　实验：观察电容器的充、放电现象 9.6 电容 电容器 1.知道电容器的主要构造. 2.根据电路图正确连接实物图，认真观察电容器充、放电的实验现象. 【学习目标】 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 电子而带 电，负极 失去 正 图1 板因 电子而带 电.正、负极板带 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 (填“大”或“小”)，以后随着极板上电荷的增多，电流逐渐 (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定向移动，电流I＝0. 获得 负 等量 大 减小 (2)电容器的放电过程 如图2所示，当开关S接2时，电容器通过电阻R放电，放电电流由电容器的正极板经过电阻R流向电容器的负极板，电容器正、负极板上电荷发生 .放电开始时电流较 (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 (填“增大”或“减小”)，两极板间的电压也逐渐减小到零. 中和 图2 大 减小 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、导线若干. 3.实验步骤 (1)按图3连接好电路. (2)把单刀双掷开关S接在上面，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接在下面，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. 图3 4.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 到 最后 (选填“明”“暗”或“熄灭”) 电流表1 电流表1的读数由 到 最后为 (选填“大”“小”或“零”) 电压表 电压表的读数由 (选填“大”或“小”)到 (选填“大”或“小”)最后为______ 明 暗 熄灭 大 小 零 小 大 6 V 电容器 放电 灯泡 灯泡的亮度由 到 最后 (选填“明”“暗”或“熄灭”) 电流表2 电流表2的读数由 到 最后为 (选填“大”“小”或“零”) 电压表 电压表的读数由 (选填“大”或“小”)到 (选填“大”或“小”)最后为___ 明 暗 熄灭 大 小 零 大 小 零 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(小灯泡)，以免烧坏电流表. 返回 例1　在如图4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 一、电容器充、放电现象的定性分析 图4 √ 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对，B错； 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. 电容器的充电和放电 1.充电：把电容器的两个极板与电源的正负极相连，使两个极板上带上等量异种电荷的过程.充电后，跟电源正极相连的极板带正电，跟电源负极相连的极板带负电.充电过程如图甲所示. 规律总结 2.放电：用导线把充电后的电容器的两个极板接通，两个极板上的电荷中和，电容器失去电荷的过程.放电后，电容器任一极板带电荷量均为零.放电过程如图乙所示. 针对训练1　(2021·江苏无锡高一期末)某同学利用如图5所示的实验电路观察电容器的充、放电现象，下列说法正确的是 A.把开关S接1，电压表和电流表示数均逐渐增大 B.把开关S先接1再断开，断开后电压表示数立即 变为零 C.电容器充电与放电过程，通过电流表的电流方 向相同 D.电容器放电过程，电压表和电流表示数均逐渐减小 图5 √ 解析　把开关S接1，电容器处于充电过程，电流表的示数逐渐减小，电压表测量的是电容器两端的电压，示数逐渐增大，A错误； 把开关S先接1再断开，电容器充电后，电荷无法放出，因此电压表示数保持不变，B错误； 电容器充电与放电过程，通过电流表的电流方向相反，C错误； 针对训练2　(2021·江苏扬州高一期末)电容器是电学中常见的能存储电荷的电子元件.