第九章实验十观察电容器的充、放电现象-【创新教程】2026年高考物理总复习大一轮课件PPT

2025-09-15

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实验十　观察电容器的充、放电现象第九章静电场及其应用、静电场中的能量下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理突破实验热点 02 夯实基础实验 01 课后素养提能 03 高考总复习物理第九章静电场及其应用、静电场中的能量下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理夯实基础实验下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理突破实验热点下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理课时作业点击进入WORD链接下一页上一页返回导航第九章静电场及其应用、静电场中的能量高考总复习物理数据处理实验项目实验现象电容器充电灯泡亮度由明到暗最后熄灭安培表1 读数由大到小最后为零伏特表读数由小到大最后为6V 电容器放电灯泡亮度由明到暗最后熄灭安培表2 读数由大到小最后为零伏特表读数由大到小最后为零注意事项 1．电流表要选用小量程的灵敏电流表． 2．要选择大容量的电容器． 3．实验过程中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，避免烧坏电流表热点一　教材原型实验 [典例1]　把电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接．先使开关S与1端相连，电源向电容器充电；然后把开关S掷向2端，电容器通过电阻R放电．与电流传感器相连接的计算机(图中未画出)可记录电流随时间变化的It图像，规定逆时针的电流流向为正．图乙是某次实验中与电流传感器相连接的计算机所记录的It图像，可判断出该图像记录的是电容器的　________　过程(选填“充电”或“放电”)．请你用语言描述在此过程中电流随时间如何变化：___________________________________________________________ __________________________________________________________. [解析]　由图乙所示It图像可知，电流为正值，则电流流向沿逆时针方向，与电源提供的电流方向一致，即该图像记录的是电容器的充电过程，电容器所带电荷量逐渐增加．由图像可知，在此过程中，电流随时间的增加逐渐减小到零，且电流减小得越来越慢． [答案]　充电　电流随时间的增加逐渐减小到零 [典例2]　(2023·新课标卷，22)在“观察电容器的充、放电现象”实验中，所用器材如下：电池、电容器、电阻箱、定值电阻、小灯泡、多用电表、电流表、秒表、单刀双掷开关以及导线若干． (1)用多用电表的电压挡检测电池的电压．检测时，红表笔应该与电池的　________　(填“正极”或“负极”)接触． (2)某同学设计的实验电路如图(a)所示．先将电阻箱的阻值调为R1，将单刀双掷开关S与“1”端相接，记录电流随时间的变化．电容器充电完成后，开关S再与“2”端相接，相接后小灯泡亮度变化情况可能是　________　.(填正确答案标号) A．迅速变亮，然后亮度趋于稳定 B．亮度逐渐增大，然后趋于稳定 C．迅速变亮，然后亮度逐渐减小至熄灭 (3)将电阻箱的阻值调为R2(R2＞R1)，再次将开关S与“1”端相接，再次记录电流随时间的变化情况．两次得到的电流I随时间t变化如图(b)中曲线所示，其中实线是电阻箱阻值为　________　(填“R1”或“R2”)时的结果，曲线与坐标轴所围面积等于该次充电完成后电容器上的　________　(填“电压”或“电荷量”)．　 1．第(2)问中“开关S再与‘2’端相连”，电容器通过“2”端立即放电，灯泡迅速变亮，但是放电电流会快速减小至零．灯光亮度逐渐减小至熄灭． 2．第(3)问中“将电阻箱的阻值调为R2(R2＞R1)，再次将开关S与‘1’端相连”，电容器再次充电，充电开始瞬时的电流大小由公式I＝eq \f(E,R＋r)决定，故电阻箱的阻值调为R2时充电开始瞬时的电流较小． [解析]　(1)多用电表应满足电流“红进黑出”，因此红表笔与电源的正极相连；(2)电容器放电过程中，电流由大逐渐变小，则小灯泡迅速变亮，然后亮度逐渐减小至熄灭；(3)实线表示充电慢，用时长，故接入的电阻应该为大的电阻，即R2，因此实线表示接入电阻为R2；根据公式I＝eq \f(Q,t)，则I t图像的线下面积表示电荷量． [答案]　(1)正极　(2)C　(3)R2　电荷量热点二　拓展创新实验 [典例3]　(2025·山东青岛期末)在“用传感器观察电容器的充电”实验中，电路图如图甲所示．一位同学使用的电源电动势E为8.0 V，测得充满电的电容器放电的I t图像如图乙所示． (1)It图线与两坐标轴包围面积表示的物理意义是　________　；若按“数格子”(等于或多于半格算一格，小于半格舍去)法计算，则电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为　________　C(结果保留两位有效数字)． (2)根据以上数据估算电容器的电容值为　________　F(结果保留两位有效数字)． (3)如果将电阻R换成一个阻值更大的电阻，则放电过程释放的电荷量　________　(选填“变多”“不变”或“变少”)． [解析]　(1)电容器的放电图像是一条逐渐下降的曲线：而q＝It，由微元法可知，It图线与坐标轴围成的面积表示放电过程中放出的总的电荷量．图线下约有30格，所以电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为Q＝30×0.000 2×0.4 C＝2.4×10－3 C. (2)电容器充满电后所带的电荷量Q＝2.4×10－3 C，而所加电压U＝E＝8.0 V，所以电容器的电容值 C＝eq \f(Q,U)＝eq \f(2.4×10－3,8.0)F＝3.0×10－4F. (3)由于电容器充满电后所带的电荷量一定，所有电荷量将通过电阻释放，若将电阻R换成一个阻值更大的电阻，对应的It图像更加平缓些，但释放电荷的总量不变． [答案]　(1)放电过程中放出的总的电荷量 2．4×10－3　(2)3.0×10－4　(3)不变 [典例4]　(2023·山东卷，14)电容储能已经在电动汽车、风、光发电、脉冲电源等方面得到广泛应用．某同学设计图甲所示电路，探究不同电压下电容器的充、放电过程，器材如下：电容器C(额定电压10 V，电容标识不清)；电源E(电动势12 V，内阻不计)；电阻箱R1(阻值0～99 999.9 Ω)；滑动变阻器R2(最大阻值20 Ω，额定电流2 A)；电压表V(量程15 V，内阻很大)；发光二极管D1、D2，开关S1、S2，电流传感器，计算机，导线若干．回答以下问题： (1)按照图甲连接电路，闭合开关S1，若要升高电容器充电电压，滑动变阻器滑片应向　__________　端滑动(填“a”或“b”)． (2)调节滑动变阻器滑片位置，电压表表盘如图乙所示，示数为　__________　V(保留1位小数)． (3)继续调节滑动变阻器滑片位置，电压表示数为8.0 V时，开关S2掷向1，得到电容器充电过程的It图像，如图丙所示．借鉴“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中估算油膜面积的方法，根据图像可估算出充电结束后，电容器存储的电荷量为　________　C(结果保留2位有效数字)． (4)本电路中所使用电容器的电容约为　__________　F(结果保留2位有效数字)． (5)电容器充电后，将开关S2掷向2，发光二极管　__________　(填“D1”或“D2”)闪光．　 1．根据It图像，通过数小方格的个数(多于半格的记为1，少于半格的舍去)方法计算充电结束后，电容器存储的电荷量． 2．由电容器的定义式C＝eq \f(Q,U)计算电容C. [解析]　(1)滑动变阻器分压式接法，故向b端滑动充电电压升高； (2)量程15 V，每个小格0.5 V，故6.5 V； (3)It图像所围的面积，等于电容器存储的电荷量，38个小格，故电容器存储的电荷量为3.8×10－3 F； (4)由电容的定义式C＝eq \f(Q,U)得：C＝4.4×10－4 C； (5)开关S2掷向2，电容器放电，故D1闪光． [答案]　(1)b　(2)6.5　(3)3.8×10－3 (4)4.4×10－4　(5)D1 $$

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