实验针对训练10 观察电容器的充、放电现象(Word练习)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)通用版

实验针对训练(十) 1．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16 V)，定值电阻R1＝100 Ω，定值电阻R2＝150 Ω，电流传感器、数据采集器和计算机，单刀双掷开关S，导线若干。实验过程如下： 实验次数 实验步骤 第1次 ①将电阻R1等器材按照图甲正确连接电路，将开关S与1端连接，电源向电容器充电。 ②将开关S掷向2端，测得电流随时间变化的i­t曲线如图乙所示 第2次 ③用电阻R2替换R1，重复上述实验步骤①②，测得电流随时间变化的i­t曲线如图丙中的某条虚线所示 说明：两次实验中电源输出的直流电压恒定且相同 甲 乙　　　　　　　　　　　丙 请完成下列问题： (1)第1次实验中，电阻R1两端的最大电压U＝________ V。利用计算机软件测得i­t曲线和两坐标轴所围的面积为90 mA·s，已知电容器放电时其内阻可以忽略不计，则电容器的电容为C＝______ F。 (2)第2次实验中，电流随时间变化的i­t曲线应该是图丙中的虚线________(选填“b”“c”或“d”)，判断依据是___________________________ ____________________________________________________________________。 [解析]　(1)由题图知，最大电流为Im＝90 mA＝0.09 A，因此最大电压为Um＝ImR1＝9 V；曲线下围的面积表示电容器的带电荷量Q＝90 mA·s，根据电容器的定义式可得C＝1×10－2 F。 (2)根据im＝，因第2次实验的最大放电电流小些，而曲线下围的面积相等，故电流随时间变化的曲线应该是虚线c。 [答案]　(1)9　1×10－2　(2)c　两次放电电荷量相等，曲线与t轴围成的面积相等，另由于R2>R1，开关掷向2瞬间放电电流较小 2．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：电源E(内阻很小)、开关S1和S2、电容器C(约100 μF)、电阻R1(约200 kΩ)、电阻R2(1 kΩ)、电压表V(量程6 V)、秒表、导线若干。 (a)　　　　　　　　　　(b)　　 (c) (1)按图(a)所示的电路原理图将图(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。若某时刻电压表的示数如图(c)所示，电压表的读数为________ V(保留2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 在图(d)上绘出U­t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。 (d) (4)电路中C、R2和S2构成的回路的作用是__________________________ ___________________________________________________________________。 [解析]　(1)根据题目电路图，连接实物如图所示。 (2)电压表的量程为6 V，分度值为0.1 V，所以读数为3.60 V。 (3)先描点，然后用平滑的曲线将所描的点连接起来，如图所示。 由图可知误差较大的数据点对应表中的时间为40.0 s。 (4)电路中C、R2和S2构成的回路，先闭合开关S2，再断开开关S2，使电容器上所带电荷量释放干净，不影响下一次实验。 [答案]　(1)图见解析　(2)3.60　(3)图见解析　40.0　(4)使每次实验前电容器两极板上的电荷相中和 4/4 学科网（北京）股份有限公司 $