实验卷(10) 观察电容器的充、放电现象（Word练习）-【正禾一本通】2026年新高考物理高三一轮总复习高效讲义

[实验卷(十)]　观察电容器的充、放电现象

 

(选择题每题5分，非选择题每题10分，建议用时：40分钟)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．(2025·广东江门模拟)电流传感器可以像电流表一样测量电流，并且可以和计算机相连。图甲是观察电容器的充、放电现象的实验装置。电源输出电压恒为8 V，S是单刀双掷开关，R为定值电阻，C为平行板电容器。

(1)当开关S接1时，平行板电容器________(选填“充电”或“放电”)。

(2)电容器充电完毕后，把开关S接2时，其电流随时间变化图像如图乙所示：

①此过程中，电路中的电流________(选填“增大”“减小”或“不变”，下同)，电容器两极板间的电场强度________。

②若按“四舍五入”(大于等于半格算一格，小于半格舍去)数格法，由图乙可知电容器所带的电荷量为____________C(计算结果保留两位有效数字)，根据计算可知，该实验选择的电容器最有可能是下列选项中的________。(选填“A”“B”或“C”)

解析：(1)当开关S接1时，电容器和电源相连，此时电容器处于充电状态。

(2)①当开关S接2时，电容器放电，由于电容器上极板带正电，因此流经电流传感器的电流方向向下，电路中的电流减小，电容器带电量减小，根据电容的定义式C＝可知，电容器两极板的电压减小，根据E＝可知，两极板间的电场强度减小。

②图像与坐标轴围成的面积等于电容器的带电量，图中每小格的电荷量为q＝10－3×0.25 C＝2.5×10－4 C，若按“四舍五入”(大于等于半格算一格，小于半格舍去)数格法可得格数为14，则电容器所带的电荷量为Q＝14×2.5×10－4 C＝3.5×10－3 C，所以电容器的电容为C＝＝ F＝437.5 μF，故B正确。

答案：(1)充电　(2)①减小　减小　②3.5×10－3　B

2．在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，按图1所示连接电路。电源电压为直流8.0 V。

(1)先将开关S拨至位置1，充电完毕，再将开关S拨至位置2，则流经电阻R的电流方向为____________(选填“从上到下”或“从下到上”)。

(2)放电过程i ­t图像如图2所示，曲线与横轴围成的区域共有147个小格，则电容器电容的测量值为______μF(结果保留三位有效数字)。

(3)关于电容器在整个充、放电过程中通过定值电阻R的I ­t图像和UAB ­t图像的大致形状，可能正确的有________(UAB为A、B两板的电势差)。

解析：(1)充电完毕，将开关S拨至位置2，电容器放电，电容器上极板带正电，则流经电阻R的电流方向为从下到上。

(2)i ­t图像与坐标值围成的面积表示电荷量，电荷量为Q＝147×20×10－6×1 C＝2.94×10－3 C，电容器电容的测量值为C＝＝＝ F＝3.675×10－4 F≈368 μF。

(3)电源给电容器充电时，极板上的电荷从无到有，从少到多，需要一个过程，在开始充电的瞬间，由于极板上没有电荷，电容器极板两端电压为零，此时电容器相当于短路，极板上很容易充上电荷，所以电荷量变化率即电流刚开始比较大，随着电容器极板上电荷数量的增加，电流减小；电容器放电时，刚开始两极板间电势差较大，电荷量的变化率即电流较大，随着放电进行，两极板间电势差减小，电流也减小。且充电和放电时，流经电阻R的电流方向相反，故A正确，B错误；根据C＝，且C不变可知，Q与U的变化情况相同，充电时和放电时电势差都变化越来越慢，且上极板一直为高电势，故C错误，D正确，故选AD。

答案：(1)从下到上　(2)368　(3)AD

3．图(a)为观察电容器充、放电现象的实验装置。实验中使用了电流传感器来采集电流随时间的变化情况。电源输出电压恒为8 V，S为单刀双掷开关，C为电容器，R为电阻箱。当开关S接1，电容器开始充电，电容器充电完毕后，把开关改接2进行放电，其放电电流随时间变化关系如图(b)所示。