2024届高考物理一轮复习重点突破训练 专题71实验：观察电容器的充、放电现象

专题71实验：观察电容器的充、放电现象 1．在“观察电容器的充、放电现象”实验中： （1）用如图1所示的电容器做实验，电容器外壳上面标着“”，下列说法正确的是 ； A．电容器的击穿电压为             B．电压为时，电容器才正常工作 C．电容器电压为时，电容是   D．电容器电压为时，电容是 （2）把干电池E、电阻箱R、电容器C、电流表G、单刀双掷开关S按图2电路图连成实验电路如图3所示，将电阻箱R调到合适阻值。 ①先使开关S接1，电源给电容器充电，观察到电流表指针偏转情况为 ； A．逐渐偏转到某一刻度后保持不变       B．逐渐偏转到某一刻度后迅速回到0 C．迅速偏转到某一刻度后保持不变       D．迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到0 ②电容器充电完毕，断开开关，此时如图2所示电路图中电容器上极板 （填“带正电”、“带负电”或“不带电”）； ③然后将开关S接2，电容器放电。在放电过程中，电流 （填“向左”或“向右”）流过电阻箱R，若该电流大小为i，电容器所带电荷量为Q，电容器两极板电势差为U，电容器的电容为C。下面关于i、Q、U、C随时间t的变化的图像，正确的是 。 2．在研究“电容器的充、放电现象”实验中，实验器材主要有：电容器（电解电容，引脚上标明了“”、 “”）、多用电表、灵敏电流计、定值电阻、单刀双掷开关、直流电源、坐标纸、铅笔等。 （1）实验之前，先用多用表的欧姆挡对电容做初步检测：将多用表的两只表笔分别与电解电容的两个引脚相连，由于电解电容引脚有“”、“”之分，因此需要将多用电表 （填“红”或“黑”）表笔与电解电容的“”引脚相连。多用表的欧姆挡与电容正确连接后，如果观察到的表针摆动现象是 （从下面选项中选择），则表明被检测电容器正常。    A．表针始终停在最左侧“∞”刻度处不动 B．表针从最左侧“∞”刻度处摆向右，然后停在最右侧不动 C．表针从最左侧“∞”刻度处摆向右，然后从右摆向左，最后停在最左侧“∞”刻度处不动 （2）将检测后正常的电容器和其他实验器材组成如图甲所示的电路。将开关S置于a对电容充电，然后将开关S置于b使电容放电，在放电过程中，每隔相等的时间记录一次电流表的读数，在坐标纸上描点、画图，得到的图像如图乙， 表示电容器充电结束后储存的电量，经估算得出电容器储存的电量为电源电压为10 V，电容器电容C= F。 3．电流传感器可以像电流表一样测量电流。不同的是，它的反应非常快，可以捕捉到瞬间的电流变化。此外，由于它与计算机相连，还能显示出电流随时间变化的I—t图像，照图甲连接电路。先使开关与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成。然后把开关S郑向2端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I—t图像（如图乙）。从图中可以看到电容器在放电过程中电流随时间越来越 （“大”或“小”）。在图中画一个竖立的狭长矩形（乙图最左边），则狭长面积的物理意义是 。中释放由I—t图像可估算出电容器在全部放电过程中释放的电荷量是 C。（结果保留两位有效数字） 4．电流传感器可以像电流表一样测量电流，它可以和计算机相连，能画出电流与时间的变化图象。某同学利用电流传感器设计了甲图所示的电路来观察电容器充、放电过程。当他将开关S接1时，待充电完成后，把开关S再与2接通，电容器通过电阻R放电，电流传感器将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的图象如图乙所示。请根据以上操作回答： （1）电容器充电完毕后，上极板带 （选填“正电荷”或“负电荷”） （2）电容器放电时，通过电阻R的电流方向是 （选填“由a到b”或“由b到a”） （3）已知图形与时间轴围成的面积表示电荷量，根据图象估算出电容器全部放电过程中释放的电荷量为 C，若该同学使用的电源电动势为6V，该电容器电容为 F。（均保留2位有效数字） （4）该同学又利用图2所示的电路，探究电路元件对电容器充电过程的影响。R表示电阻，E表示电源（不计内阻）他改变电路中元件的的参数对同电容器进行两次充电，得到了两条对应的曲线，如图3所示。导致①②两条曲线不同是 （选填E或R）的改变造成的。 （5）电容器作为储能器件，在生产生活中有广泛的应用。对给定电容值为C的电容器充电，无论采用何种充电方式，其两极间的电势差随电荷量q的变化图像都相同。请在图1中画出图像 。类比直线运动中由图像求位移的方法，当两极间电压为U时，电容器所储存的电能Ep= 。 5．为了测量该电容