第十六章 课时5 观察电容器的充、放电现象 练习使用多用电表-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（浙江专用）

课时5　观察电容器的充、放电现象 练习使用多用电表 (一)观察电容器的充、放电现象 [实验原理图] [基本实验要求] 1.实验器材 电流传感器、计算机、定值电阻R、直流稳压电源(8 V)、耐压值10 V以上电容为50 μF的电解电容器、单刀双掷开关、单刀开关、导线等。 2.实验步骤 (1)观察电容器充电现象。 ①按照“观察电容器充电的电路图”连接好电路。 ②闭合开关,给电容器充电。 ③根据传感器传递给计算机的电流信息,通过计算机中的软件将传感器收集的信息拟合成I-t图像,仔细观察I-t图像,可以分析出电容器充电时电流随时间变化的规律。 (2)观察电容器放电现象。 ①按照“观察电容器放电的电路图”连接好电路。 ②先将开关S扳向1,给电容器充电完毕后,将开关S扳向2,电容器将通过电阻R放电。 ③根据传感器传递给计算机的电流信息,通过计算机中的软件将传感器收集的信息拟合成I-t图像,仔细观察I-t图像,可以分析出电容器放电时电流随时间变化的规律。 3.数据处理 (1)I-t图像与横轴所围的面积的物理意义是整个充电或放电时间内通过电流传感器的电荷量,也等于充满电后或放电开始时电容器极板上的电荷量。 (2)估算电容器充电或放电过程中电荷量的方法是:先算出一个小方格代表的电荷量,然后数出整个图像与横轴所围的面积中的方格数(大于半个的按一个方格计算,小于半个的舍弃)。则电容器充电或放电过程中电荷量为一个小方格代表的电荷量乘以方格数。 (3)电容器两极板之间的电压等于电源电动势,由电容器定义式C=估算出电容器的电容C。 4.误差分析 本实验中的误差来源主要取决于电流传感器的灵敏度与计算机数据收集处理软件的准确性。 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,以免烧坏电流表。 (二)练习使用多用电表 [实验原理图] [基本实验要求] 1.实验器材 多用电表、电学黑箱、直流电源、开关、导线若干、小灯泡、二极管、定值电阻(大、中、小)三个。 2.实验原理 (1)多用电表由一只灵敏的电流表(表头)与若干元件组成测量电路,每进行一种测量时只使用其中的一部分电路,其他部分不起作用。 (2)多用电表的表面结构如实验原理图,其表面分为上、下两部分。上半部分为表盘,共有三条刻度线,最上面的刻度线的左端标有“∞”,右端标有“0”,是用于测电阻的,其他的刻度线均是左端为“0”;中间的刻度线是用于测直流电流和直流电压的,其刻度是均匀的,最下面的一条刻度线左侧标有“”,是用于测交变电压的,其刻度是均匀的。 (3)多用电表的下半部分为选择开关,开关周围标有测量功能的区域及量程。选择开关选挡原则是: ①测电压、电流时,为了减小读数误差,所选量程应使指针尽可能有较大的偏转角度。 ②测电阻时的读数,为了减小读数误差,指针应指在表盘到的部分,即中央刻度附近。 (4)多用电表的表面还有一对正、负插孔。红表笔插正插孔,黑表笔插负插孔。在插孔上面的旋钮叫欧姆调零旋钮,用它可进行电阻调零。另外,在表盘和选择开关之间还有一个指针定位螺丝,用它可进行机械调零,即旋转该指针定位螺丝,可使指针(在不接入电路中时)指在左侧零刻度处。 3.实验步骤 (1)观察多用电表的外形,认识选择开关的测量项目及量程。 (2)检查多用电表的指针是否停在表盘刻度左端的零位置。若不指零,则可用小螺丝刀进行机械调零。 (3)将红、黑表笔分别插入“+”“-”插孔。 (4)先选挡,后测量并读数。 (5)测量定值电阻。 ①根据被测电阻的大约阻值,选择合适的倍率,把两表笔短接,观察指针是否指在欧姆表的“0”刻度,若不指在欧姆表的“0”刻度,调节欧姆调零旋钮,使指针指在欧姆表的“0”刻度处。 ②将被测电阻接在两表笔之间,待指针稳定后读数。用读数乘以倍率,即得测量结果。 ③测量完毕,将选择开关置于交流电压最高挡或“OFF”挡。 (6)研究二极管的单向导电性。 ①测正向电阻:将多用电表的选择开关拨到欧姆挡“×10”的位置上,将两表笔短接进行欧姆调零,然后将黑表笔接触二极管的正极,红表笔接触二极管的负极,稳定后读数并乘上倍率求出正向电阻。 ②测反向电阻:将多用电表的选择开关旋至高倍率的欧姆挡(例如“×1 k”),变换挡位后,须再次把两表笔短接进行欧姆调零,将黑表笔接触二极管的负极,红表笔接触二极管的正极,稳定后读数乘上倍率求出反向电阻。 4.注意事项 (1)读数注意事项。 ①选挡:测量电压、电流时,指针指到满偏刻度以上位置误差较小,测量电阻时,指针指到中间刻度左右处误差较小。测量时选择相应测量项目的合适挡位,指针偏转恰当时再读数。 ②读数:欧姆挡是倍率挡,即读出的示数再乘以相应的倍率,电流挡、电压挡是量