内容正文:
实验10 观察电容器的充、放电现象
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一、实验原理
1.充电过程:电容器与电源相连,形成充电电流,随着极板电荷量的增加,充电电流减小。
2.放电过程:电容器的正、负电荷中和,形成放电电流,随着极板电荷量的减少,放电电流
减小。
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二、操作步骤
1.按原理图连接实验器材。
2.单刀双掷开关S接1,观察电容器的充电现象,并将结果记录下来。
3.单刀双掷开关S接2,观察电容器的放电现象,并将结果记录下来。
4.关闭电源,整理器材。
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三、数据处理
1.观察电流表、电压表示数变化,总结电容器充、放电电流、电压的变化规律。
2.绘制充、放电的I-t图像,由图像计算充、放电过程中通过电路的电荷量。
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知识拓展
在I-t图像中,先算出一个小方格代表的电荷量,然后数出整个图线与横轴所围的“面
积”中的方格数(大于半格的按一个方格计算,小于半格的舍弃)。电容器充电或放电
过程中的电荷量为一个小方格代表的电荷量乘以方格数。
3.充电完成后,电容器两极板之间的电压等于电源电动势,由电容的定义式C= 估算出
电容器的电容C。
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四、注意事项
1.电流表要选用小量程的灵敏电流表(或电流传感器)。
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,避免烧坏电流表。
五、误差分析
1.读数误差:电流测量和读数不准确带来的误差。
2.数据处理产生的误差:利用I-t图像进行数据处理时会造成误差。
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六、改进方案
用电流传感器和电压传感器代替电流表和电压表,电路如图所示。由计算机可以直接
得到电容器充电的UC-t图像及电容器放电的I-t图像。
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