10.4 电容器的电容（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年高中物理必修第三册（人教版2019）

静电场中的能量 第4节　电容器的电容 第十章 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 1.观察常见电容器的构造，建构电容器模型。 2．理解电容的概念，知道电容的单位。 3．了解电容器的类型、特性及作用。 　　理解电容的定义式，会用其分析、讨论、解决简单问题。 　　通过实验感知电容器的充、放电现象，理解电容器的工作原理。经历影响平行板电容器电容因素的实验探究过程，体会其中蕴涵的物理方法——控制变量法，并能够对问题进行定性、定量分析等。 　　了解电容器相关知识，体会电场知识对科学技术的影响。 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 一、电容器 1．基本构造：任何两个彼此____又相距很近的导体，都可以看成一个电容器。 2．充电、放电：使电容器两个极板分别带上____________，这个过程叫充电。使电容器两极板上的电荷____，电容器不再带电，这个过程叫放电。 3．从能量的角度区分充电与放电：充电是从电源获得能量储存在电容器中，放电是把电容器中的____转化为其他形式的能量。 必备知识 自主学习 绝缘 等量异种电荷 中和 能量 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 必备知识 自主学习 电势差U 法拉 微法 皮法 106 1012 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 必备知识 自主学习 4．物理意义：电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领的物理量，在数值上等于使两极板间的电势差为______时电容器需要带的电荷量。 5．击穿电压与额定电压 (1)击穿电压：电介质不被____时加在电容器两极板上的极限电压，若电压超过这一限度，电容器就会损坏。 (2)额定电压：电容器外壳上标的工作电压，也是电容器正常工作所能承受的最大电压，额定电压比击穿电压低。 1 V 击穿 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 必备知识 自主学习 正比 正比 反比 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 必备知识 自主学习 固定 可变 聚苯乙烯 电解 定片 动片 正对面积 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 必备知识 自主学习 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 必备知识 自主学习 √ × × × √ 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 必备知识 自主学习 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 把直流电源、电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关组装成如图所示的实验电路。 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 　 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 【例1】 (2024·福建福州期中)某学校兴趣小组利用电流传感器观察电容器的充、放电现象，设计电路如图甲所示。 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 B 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 BCD 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 C 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 A 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 B 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 D 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 C 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 关键能力 互动探究 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 素养训练 学业评价 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 素养训练 学业评价 D 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 素养训练 学业评价 B 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 素养训练 学业评价 4．(2024·四川南充期末)工厂在生产纺织品、纸张等绝缘材料时，为了实时监控其厚度，通常要在生产流水线上设置如图所示传感器。其中A、B为平行板电容器的上、下两个极板，上下位置均固定，且分别接在恒压直流电源的两极上(电源电压小于材料的击穿电压)。当流水线上通过的产品厚度增大时，下列说法正确的是(　　) A.A、B平行板电容器的电容减小 B．A、B两板上的电荷量变小 C．有电流从b向a流过灵敏电流计 D．A、B两板间的电场强度减小 C 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 素养训练 学业评价 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 ⁠ 素养训练 学业评价 问题交流 A级 B级 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 解析 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 谢谢观看 返回导航 物理 必修 第三册 （R）　 二、电容 　　　　　　　　一个极板所带电荷量的绝对值 ↑ 1．定义：电容器所带电荷量Q与电容器两极板之间的________之比。 2．定义式：C＝。 3．单位：电容的国际单位是____，符号为F，常用的单位还有____和____，1 F＝______μF＝_______ pF。 三、平行板电容器的电容 1．结构：由两个平行且彼此绝缘的金属板构成。 2．电容的决定因素：电容C与两极板间电介质的相对介电常数εr成____，跟极板的正对面积S成____，跟极板间的距离d成____。 3．电容的决定式：C＝，εr为电介质的相对介电常数，k为静电力常量。当两极板间是真空时，C＝。 四、常用电容器 1．分类：从构造上看，可以分为____电容器和____电容器两类。 2．固定电容器有：________电容器、____电容器等。 3．可变电容器由两组铝片组成，固定的一组铝片叫____，可以转动的一组铝片叫____。转动动片，使两组铝片的________发生变化，电容就随着改变。 1．电容器，顾名思义，是“装电的容器”，是一种容纳电荷的器件。电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一，如图所示。判断下列说法的正误。(对的画“√”，错的画“×”) (1)任意两个彼此绝缘且又相互靠近的导体都可组成电容器。(　 　) (2)电容器的电容与电容器所带电荷量成正比，与它两极板间所加电压成反比。(　　 　　) (3)公式C＝可用来计算任何电容器的电容。(　　 　　) (4)将电介质插入平行板电容器时，电容器的电容将变小。(　　) (5)将平行板电容器两极板平行错开，使正对面积减小，电容将减小。(　　) 2．(教材拓展P39)图10.4－3，如何根据放电的I－t图像估算电容器释放的电荷量？ 提示：I－t图像与坐标轴围成的图形的面积表示释放的电荷量。面积估算：先算出一个小格的面积，再乘以小格总数(数格时多于半格的算一格，少于半格的舍去)。 探究点一_电容器及电容器的充放电 [问题设计] (1)把开关S接1，此时电源给电容器充电，充电完毕后断开开关S。在充电过程中和断开开关S后，电压表和电流表的示数如何变化？说明了什么问题？ (2)把开关S接2，电容器放电。在放电过程中，电压表和电流表示数如何变化？说明了什么问题？ 提示：(1)电压表示数迅速增大，随后逐渐稳定在某一数值，电流表示数逐渐减小至0，说明电容器两极板具有一定的电势差。充电完毕时电容器两极板带有一定的等量异种电荷，即使断开电源，两极板上的电荷仍然被保存在电容器中。 (2)电压表示数和电流表示数都逐渐减小，说明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，正负电荷中和。此时两极板所带的电荷量减小，电势差减小，放电电流也减小，最后两极板电势差以及放电电流都等于0。 1．充电过程的特点 (1)充电电流从电容器正极板流入，从电容器负极板流出，如图甲所示。 (2)充电时电容器所带电荷量增加，极板间电压升高，极板间电场强度增大。 (3)电容器充电结束后，其所在电路中无电流，其两极板间电压与充电电压相等。 (4)充电过程中，其他形式的能转化为电容器中的电场能。 2．放电过程的特点 (1)放电电流从电容器正极板流出，从电容器负极板流入，如图乙所示。 (2)放电时电容器所带电荷量减少，极板间电压降低，极板间电场强度减弱。 (3)电容器放电结束后，电容器所在电路中无电流，电容器不再带有电荷，电容器两极板间电压为零。 (4)放电过程中，电场能转化为其他形式的能。 (1)将开关S与端点2连接时电源短时间内对电容器完成充电，充电后电容器右极板带__________(填“正”或“负”)电；然后把开关S连接端点1，K断开，电容器通过电阻放电，计算机记录下电流传感器中电流随时间的变化关系。如图乙是计算机输出的电容器充、放电过程电流随时间变化的I－t图像； (2)根据I－t图像估算电容器在充电结束时储存的电荷量为__________C(保留2位有效数字)； (3)已知直流电源的电压为6 V，则电容器的电容为__________F(保留2位有效数字)； (4)如果不改变电路其他参数，闭合开关K，重复上述实验，则充电时I－t曲线与横轴所围成的面积将__________(填“变大”“不变”或“变小”)；充电时间将__________(填“变长”“不变”或“变短”)。 答案：(1)负　(2)1.3×10－3　(3)2.2×10－4　(4)不变　变短 (1)由图可知开关S与端点2连接时，电容器右极板与电源负极连接，充电后电容器右极板带负电； (2)I－t图像与横轴所围的面积表示电容器存储的电荷量，一小格的面积为ΔQ＝0.1×10－3×0.5 C＝5×10－5 C，总共约26格，故电容器在全部放电过程中释放的电荷量为Q＝26×ΔQ＝1.3×10－3C； (3)已知直流电源的电压为6 V，则电容器的电容为C＝≈2.2×10－4F； (4)由于电容器存储的电荷量不变，如果不改变电路其他参数，闭合开关K，重复上述实验，则充电时I－t曲线与横轴所围成的面积将不变。 闭合开关K，电容器串联的电阻值减小，充电电流变大，充电时间将变短。 [练1] (2022·北京卷)利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为电源，R为定值电阻，C为电容器，A为电流表，V为电压表。下列说法正确的是(　　) A．充电过程中，电流表的示数逐渐增大后趋于稳定 B．充电过程中，电压表的示数逐渐增大后趋于稳定 C．放电过程中，电流表的示数均匀减小至零 D．放电过程中，电压表的示数均匀减小至零 充电过程中，随着电容器C两极板电荷量的积累，电路中的电流逐渐减小，电容器充电结束后，电流表示数为零，A错误；充电过程中，随着电容器C两极板电荷量的积累，电容器两端的电压即电压表示数迅速增大，电容器充电结束后，电压表示数最后趋于稳定，B正确；电容器放电的I－t图像如图所示，可知电流表和电压表的示数不是均匀减小至0的，C、D错误。 探究点二___对电容的理解 1．C＝是电容的定义式，由此也可得出C＝。 2．电容器的电容取决于电容器本身，与电容器所带的电荷量Q以及两极板间的电势差U均无关。 3．C＝与C＝的比较 公式 C＝ C＝ 公式类别 定义式 决定式 适用范围 所有电容器，Q∝U，即＝C不变，反映了电容器容纳电荷的本领 平行板电容器，C∝εr，C∝S，C∝，反映了平行板电容器电容的决定因素 联系 电容器容纳电荷的本领，即电容的大小可以由来量度，但决定因素是电容器本身，如平行板电容器的εr、S、d等因素 联系 电容器容纳电荷的本领，即电容的大小可以由来量度，但决定因素是电容器本身，如平行板电容器的εr、S、d等因素 【例2】 (多选)下列关于电容器和电容的说法，正确的是(　　) A．根据C＝可知，电容器的电容与其所带电荷量成正比，跟两极板间的电压成反比 B．对于确定的电容器，其所带电荷量与两板间的电压成正比 C.对于确定的电容器，无论其两板间的电压如何变化(小于击穿电压且不为零)，它所带的电荷量与电压的比值都恒定不变 D．电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领大小的物理量，其大小与加在两板间的电压无关 电容器的电容是表示电容器容纳电荷本领大小的物理量，一个确定的电容器对应唯一的电容值，由电容的定义式知，确定的电容器所带电荷量与电压的比值恒定不变，不能说电容器的电容与其所带电荷量成正比，与两极板间的电压成反比，因此A错误，C、D正确；对于确定的电容器，由于电容是定值，由Q＝CU知，其所带电荷量与两板间的电压成正比，B正确。 [练2] (2024·安徽滁州期末)如图所示为一个电容器，电容器上标有“450 V；470 μF”，已知击穿电压为500 V。则下列说法正确的是(　　) A．该电容器两极间的电压减少10 V，电荷量减少47 C B．电容器所带的电荷量为0时，电容器的电容也为0 C．电容器允许施加的最大电压为500 V D．电容器所带电荷量最多为0.211 5 C 由公式ΔQ＝C·ΔU可知，两极间的电压减少10 V，则电荷量减少ΔQ＝470×10－6×10 C＝4.7×10－3C，A错误；电容表征电容器容纳电荷的本领大小，与电压U和电荷量Q无关，给定的电容器电容C一定，B错误；击穿电压为500 V表示能承受的最大电压为500 V，C正确；电容器所带电荷量最多为Q＝CU＝470×10－6×500 C＝0.235 C，D错误。 探究点三___平行板电容器的动态分析 平行板电容器由两块平行放置的金属板组成。利用平行板电容器进行如下实验： [问题设计] (1)如图甲所示，保持Q和d不变，减小两极板的正对面积S，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C＝，分析电容C的变化。 (2)如图乙所示，保持Q和S不变，增大两极板间的距离d，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C＝，分析电容C的变化。 (3)如图丙所示，保持Q、S、d不变，插入电介质，观察电势差U(静电计指针偏角)的变化，依据C＝，分析电容C的变化。 提示：(1)实验结论：S减小，电势差U增大，电容C减小。 (2)实验结论：d增大，电势差U增大，电容C减小。 (3)实验结论：插入电介质，电势差U减小，电容C增大。 1．静电计实质上也是一种验电器，把验电器的金属球与一个导体连接，金属外壳与另一个导体相连(或者金属外壳与另一个导体同时接地)，从静电计指针偏转角度的大小可以推知两个导体间电势差的大小。 2．平行板电容器动态问题的分析方法 抓住不变量，分析变化量，紧抓三个公式： C＝、E＝和C＝。 3．平行板电容器的两类典型问题 (1)开关S保持闭合，两极板间的电势差U恒定，Q＝CU＝∝，E＝∝。 (2)充电后断开S，电荷量Q恒定，U＝＝∝，E＝＝∝。 【例3】 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 当用带电玻璃棒与电容器a板接触，由于静电感应，从而在b板感应出等量的异种电荷，从而使电容器带电，A正确；根据平行板电容器电容的决定式C＝可知，将电容器b板向上平移，即正对面积S减小，则电容C减小，根据C＝可知，电荷量Q不变，则电压U增大，则静电计指针的张角变大，B错误；根据平行板电容器电容的决定 式C＝可知，只在极板间插入有机玻璃板，则相对介电常数εr增大，则电容C增大，根据C＝可知，电荷量Q不变，则电压U减小，则静电计指针的张角变小，C错误；根据C＝可知，电荷量Q增大，则电压U也会增大，但电容C不变，D错误。 分析电容器动态变化问题的思路 (1)确定不变量，分析是电压不变还是电荷量不变。 (2)用决定式C＝分析平行板电容器电容的变化。 (3)用定义式C＝分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化。 (4)用E＝分析电容器两极板间电场强度的变化。 [练3] 如图所示，竖直放置的平行板电容器与电源相连，在两极板A、B之间用绝缘细线悬挂一个带电小球，闭合开关S，小球静止时，细线与竖直方向的夹角为θ，则下列说法正确的是(　　) A．小球带正电 B．保持开关S闭合，仅将两极板间的距离适当增大，θ角将减小 C．断开开关S，仅将两极板间的距离适当增大，θ角将减小 D．断开开关S，仅将两极板间的正对面积适当减小，θ角将减小 由题图可知，A板带正电，B板带负电，形成方向水平向右的电场，小球向左偏，则说明小球带负电，A错误；保持开关S闭合，仅将两极板间的距离适当增大，由E＝可知，电场强度减小，小球所受静电力减小，则θ角将减小，B正确；断开开关S，电容器的电荷量保持不变，由C＝、C＝和E＝，得E＝，则仅将两极板间的距 离适当增大，电场强度不变，小球所受静电力不变，θ角将不变，仅将两极板间的正对面积适当减小，电场强度变大，小球所受静电力变大，θ角将变大，C、D错误。 探究点四___解决实际问题 [练4] (医疗情境)(2024·辽宁沈阳期末)如图所示为某次心脏除颤器的模拟治疗，该心脏除颤器的电容器充电后的电压为4.0 kV，电容器电容为15 μF，若电容器在一定时间内放电至两极板间电势差为0，在此过程中，共释放了0.06 C的电荷，则下列说法正确的是(　　) A．电容器在充电后的电容为15 μF，放电后的电容为0 B．电容器在放电过程中产生的电流大小是恒定不变的 C．电容器充电后，单个极板所携带的电荷量为0.03 C D．电容器两极板之间电势差与电荷量成正比 电容器在充电后的电容为15 μF，放电后的电容仍为15 μF，A错误；电容器在放电过程中，随着两极板间电势差逐渐减小为0，产生的电流大小逐渐减小为0，B错误；电容器在放电过程中，共释放了0.06 C的电荷，则电容器充电后，单个极板所携带的电荷量为0.06 C，C错误；根据C＝可得U＝·Q，可知电容器两极板之间电势差与电荷量成正比，D正确。 [练5] (科技情境)半导体指纹传感器，多用于手机、电脑、汽车等设备的安全识别，如图所示。传感器半导体基板上有大量金属颗粒，基板上的每一点都是小极板，其外表面绝缘。当手指的指纹一面与绝缘表面接触时，由于指纹凹凸不平，凸点处与凹点处分别与半导体基板上的小极板形成正对面积相同的电容器，使每个电容器的电压保持不变，对每个电容器的放电电流进行测量，即可采集指纹。指纹采集过程中，下列说法正确的是(　　) A．指纹的凹点处与小极板距离远，电容大 B．指纹的凸点处与小极板距离近，电容小 C．手指挤压绝缘表面，电容器两极间的距离减小，电容器带电荷量增大 D．手指挤压绝缘表面，电容器两极间的距离减小，电容器带电荷量减小 由C＝知指纹的凸点处与小极板间的距离近，电容大；指纹的凹点处与小极板间的距离远，电容小，A、B错误；由Q＝CU、C＝可知手指挤压绝缘表面，电容器两极间的距离减小，电容变大，电容器所带电荷量增大，C正确，D错误。 1．下列关于电容器及其电容的叙述正确的是(　　) A．任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这两个导体是否带电无关 B．平行板电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和 C．平行板电容器的电容与电容器所带电荷量成反比 D.一个固定电容器的电荷量增加1.0×10－6 C时，两板间电压升高10 V，则电容器的电容无法确定 答案：A 2．(2024·江西吉安高二期末)如图所示，垂直绝缘水平面放置有长度为2a、水平距离为a的两极板，两极板上分别带有等量的异种电荷。现保持两极板下端在水平面上的位置不变，将两极板偏转至与水平面成θ＝60°角，偏转前后两极板的电容分别为C1、C2，则C1∶C2为(　　) A．∶4 B．4∶ C．∶2 D．2∶ 已知C＝，本题中只有d和S发生了变化，设变化前后分别为S1、d1、S2、d2，由几何关系可知＝＝，＝＝，所以C1∶C2＝∶＝2∶，D正确。 3.如图所示的是某个电容器中所带电荷量和两端电压之间的关系图线，若将该电容器两端的电压从40 V降低到36 V，下列说法对电容器来说正确的是(　　) A．是充电过程 B．是放电过程 C．该电容器的电容为5.0×10－2 F D．该电容器的电荷量变化量为0.20 C 由Q＝CU知，U降低，Q减小，故为放电过程，A错误，B正确；由C＝＝ F＝5×10－3 F，可知C错误；ΔQ＝CΔU＝5×10－3×4 C＝0.02 C，D错误。 根据公式C＝可知，当产品厚度增大时，εr变大，电容变大，A错误；根据Q＝CU，因为电容器的电容变大，两极板间的电压不变，故A、B两板上的电荷量变大，此时有充电电流从b向a流过灵敏电流计，B错误，C正确；根据E＝可知，两极板间电压不变，极板间距不变，故电场强度不变，D错误。 5．(2024·浙江金华期末)在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图甲所示连接电路，电源电动势为8.0 V，内阻可以忽略。单刀双掷开关S先跟1相接，一段时间电路稳定后把开关再改接2，实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况，以开关改接2为计时起点得到的图像如图乙所示。 (1)开关S改接2后，电容器进行的是______(填“充电”或“放电”)过程。如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则此过程的I－t曲线与坐标轴所围的面积将______(填“减小”“不变”或“增大”)； (2)该电容器的电容约为______μF。(保留2位有效数字) 答案：(1)放电　不变　(2)4.2×102(3.8×102～4.5×102) (1)单刀双掷开关S先跟1相接，此时电容器与电源连接，电容器处于充电状态，之后一段时间电路稳定后把开关再改接2，电容器处于放电状态；令电源电动势为E，当单刀双掷开关S先跟1相接，稳定后，根据C＝解得电容器极板所带电荷量为Q＝CE，根据电流的定义式I＝可知，I－t曲线与坐标轴所围的总面积表示电容器极板所带电荷量，即如果不改变电路其他参数，只减小电阻R的阻值，则此过程I－t曲线与坐标轴所围的面积不变。 (2)根据题图乙，结合上述可知，电容器极板所带电荷量为Q＝42×0.2×10－3×0.4 C＝3.36×10－3 C，则该电容器的电容为C＝，结合题中数据解得C＝4.2×102 μF。 $$