第9章 6 第4讲 电容器 实验10：观察电容器的充、放电现象(课件PPT)-【赢在微点·顶层设计】2027年高中物理高考一轮总复习（粤教版）

该高中物理高考复习课件聚焦“电容器与电容”“平行板电容器动态分析”及“充放电现象观察”实验等核心考点，明确高考对电容理解、电荷量计算及动态问题分析的考查要求。通过梳理必备知识、辨析易错点，对接高考评价体系，分析高频考点分布，归纳电容理解、STSE应用等常考题型，备考针对性强。 课件亮点在于融合高考真题训练与应试技巧指导，如以2023课标卷实验题为例，强化科学探究素养，通过“电容动态分析两步法”（先判C变化，再据U/Q不变析Q、E）培养科学思维。助力学生掌握答题方法，提升得分率，也为教师提供系统复习框架，高效指导备考。

第4讲 第九章　静电场 电容器　实验10：观察电容器的充、放电现象 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 目 标 要 求 1.了解电容器的充、放电过程，会计算电容器充、放电电荷量。2.掌握电容的定义式和平行板电容器电容的决定式，会分析电容器的动态变化问题。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 考点1　电容器和电容 考点2　实验：观察电容器的充、放电现象 内容 索引 温馨提示:点击标题链接相关内容 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 电容器和电容 考点1 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 5 必|备|知|识 1.电容器。 (1)组成：两个彼此 且又 的导体组成电容器，电容器可以容纳 。 (2)所带电荷量：一个极板所带电荷量的 。两极板所带电荷量 。 绝缘 相距很近 电荷 绝对值 相等 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (3)充、放电。 ①充电：把电容器接在电源上后，电容器两个极板分别带上等量异号电荷的过程，充电后两极间存在 ，电容器储存了 。 ②放电：用导线将充电后电容器的两极板接通，极板上电荷 的过程，放电后的两极板间不再有 ，同时电场能转化为其他形式的能。 电场 电场能 中和 电场 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 2.电容。 (1)定义：电容器所带的 与两极板间 的比值。 (2)公式：C=。 (3)物理意义：表示电容器容纳电荷本领大小。 (4)单位： ，符号 ，与其他单位间的换算关系：1 F= μF= pF。 电荷量 电势差 法拉 F 106 1012 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 3.平行板电容器。 (1)平行板电容器的电容。 平行板电容器的电容与平行板正对面积S、电介质的介电常数εr成正比，与极板间距离d成反比，即C=。 (2)电容器的两种情况。 ①电容器始终与电源相连时，电容器两极板电势差U保持不变。 ②电容器充电后与电源断开时，电容器所带电荷量Q保持不变。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (1)电容器的带电荷量等于两个极板所带电荷量绝对值的和( ) (2)电容器的电容与所带电荷量成正比，与电压成反比( ) (3)电容器放电后，带电荷量为零，电容也为零( ) 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 关|键|能|力 【典例1】　如图是一个电解电容器，由标注的参数 可知( ) A.电容器的击穿电压为100 V B.当电容器的电压低于100 V时，电容器无法工作 C.给电容器加50 V电压时，电容器的电容为110 μF D.电容器允许容纳的最大电荷量为0.022 C 考向1 电容的理解 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 电容器的额定电压为100 V，低于100 V时也可以工作，A、B两项错误；电容只与电容器本身有关，给电容器加50 V电压时，电容器的电容为220 μF，C项错误；根据C=，代入数据得电容器允许容纳的最大电荷量为0.022 C，D项正确。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 【典例2】　一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上。若将云母介质移出，则电容器( ) A.极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大 B.极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大 C.极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变 D.极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变 考向2 平行板电容器的动态分析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 由C=可知，当云母介质移出时，εr变小，电容器的电容C变小;因为电容器接在恒压直流电源上，故U不变，根据Q=CU可知，当C减小时，Q减小，由于U与d都不变，再由E=知电场强度E不变, D项正确。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 【典例3】　图示是“研究电容器两极板间距对电容大小的影响”实验,保持电荷量不变，当极板间距增大时，静电计指针张角增大，则( ) A.极板间电势差减小 B.电容器的电容增大 C.极板间电场强度增大 D.电容器储存能量增大 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 根据Q=CU，C=可得当极板间距增大时电容减小，由于电容器的带电量不变，故极板间电势差增大，A、B两项错误；根据E=得E=，场强不变，C项错误；移动极板的过程中要克服电场力做功，故电容器储存能量增大，D项正确。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 平行板电容器动态问题的分析思路 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 【典例4】　(多选)手机中运动步数的测量是通过手机内电容式加速度传感器实现的，如图所示，M极板固定，当手机的加速度变化时，N极板只能按图中标识的“前后”方向运动。图中R为定值电阻。下列对传感器描述正确的是( ) 考向3 与电容器有关的STSE问题 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 A.静止时，电流表示数为零，且电容器两极板不带电 B.电路中的电流表示数越大，说明手机“前后”方向的加速度越大 C.由静止突然向后加速时，电容器的电容会减小 D.由静止突然向前加速时，电流由b向a流过电流表 静止时，N板不动，电容器的电容不变，电容器电荷量不变，则电流表示数为零，电容器保持与电源相连，两极板带电，A项错误；由静止突然向后加速时，N板相对向前移动，则板间距减小, 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 根据C=知电容C增大，C项错误；由静止突然向前加速时，N板相对向后移动，则板间距增大，根据C=知电容C减小，电压不变，由Q=CU知电容器带电量减小，电容器放电，电流由b向a流过电流表，D项正确；由C、D两项分析可知，手机“前后”方向运动的加速度越大，电容变化越大，相同时间内电容充电或放电的电荷量越大，电路中的电流表示数越大。因此电路中的电流表示数越大，说明手机“前后”方向运动的加速度越大，B项正确。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 实验：观察电容器的充、放电现象 考点2 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 21 必|备|知|识 1.实验原理。 (1)电容器的充电过程。 如图甲所示，当开关S接1时，电容器接通电源， 在静电力的作用下自由电子从正极板经过电源 向负极板移动，正极板因 电子而带 电， 负极板因 电子而带 电。正、负极板带 等量的正、负电荷，电荷在移动的过程中形成电流。 失去 正 得到 负 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 在充电开始时电流比较 (填“大”或“小”)，以后随着极板上电荷的增多，电流逐渐 (填“增大”或“减小”)，当电容器两极板间电压等于电源电压时电荷停止定向移动，电流I=0。 大 减小 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (2)电容器的放电过程。 如图乙所示，当开关S接2时，相当于将电容器 的两极板直接用导线连接起来，电容器正、负 极板上电荷发生 ，在电子移动过程中， 形成电流。 在放电开始时电流比较 (填“大”或“小”)，随着两极板上电荷量逐渐减少，电路中电流逐渐 (填“增大”或“减小”)，两极板间电压也逐渐减小到零。 中和 大 减小 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 2.实验器材。 6 V的直流电源、单刀双掷开关、平行板电容器、电流表、电压表、小灯泡、导线若干。 3.实验步骤。 (1)按图连接好电路。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (2)把单刀双掷开关S接1，接通电源，观察小灯泡的亮度、电流表A1的读数、电压表V的读数变化情况，并记录结果。 (3)将单刀双掷开关S接2，观察小灯泡的亮度、电流表A2的读数、电压表V的读数变化情况，并记录结果。 4.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。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 关|键|能|力 【典例5】　由直流电源、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。 考向1 电容器充、放电现象的定性分析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (1)把开关S接1，此时给电容器充电，电容器的上极板带上正电荷，在该过程中，可以看到电流表指针会偏转，电压表示数逐渐 (填“变大”“变小”或“不变”)。  (2)把开关S接2，此时电容器放电。在放电过程中，极板间的电场强度 (填“变大”“变小”或“不变”)，定值电阻R中有 (填“a经R流向b”或“b经R流向a”)方向的电流。  变大 变小 a经R流向b 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (1)在充电过程中，根据C=可知随着电荷量的增加，电压表示数逐渐变大。 (2)在放电过程中，极板上电荷量减小，根据C=知，极板间电压减小，则极板间的电场强度变小； 电容器放电过程中，电流从正极板流向负极板，定值电阻R中有a经R流向b方向的电流。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 【典例6】　(2023·课标卷)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。  考向2 电容器充、放电现象的定量计算 正极 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (2)某同学设计的实验电路如图甲所示。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 (填选项字母)。  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 C 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (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变化如图乙中曲线所示，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”)。  R2 电荷量 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 (1)在使用多用电表时，应保证电流从红表笔流入，从黑表笔流出,即“红进黑出”，因此红表笔应该与电池的正极接触。 (2)S与“1”端接时，电容器充电；S与“2”端接时，电容器放电，且放电速度逐渐变小，直至为0，故C项正确，A、B两项错误。 (3)实线电流的峰值较小，说明电路中的电阻较大，对应电阻箱阻值为R2；根据电流的定义式I=可知q=It，则I-t图像与坐标轴围成的面积为电荷量。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 内容索引 把握高考微点，实现素能提升 完成——微练48 本部分内容讲解结束 $$