第十章 4 第2课时 实验：观察电容器的充、放电现象
第2课时实验：观察电容器的充、放电现象
一、实验原理
1.电容器的充电过程
如图1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，正极板因失去电子而带正电，负极板因获得电子而带负电.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.在充电开始时电流比较大(填“大”或“小”)，以后随着极板上电荷的增多，电流逐渐减小(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.
图1
2.电容器的放电过程
如图2所示，当开关S接2时，电容器通过电阻R放电，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，电容器正、负极板上电荷发生中和.放电开始时电流较大(填“大”或“小”)，随着两极板上的电荷量逐渐减小，电路中的电流逐渐减小(填“增大”或“减小”)，两极板间的电压也逐渐减小到零.
图2
二、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.
三、实验步骤
1.按图3连接好电路.
图3
2.把单刀双掷开关S接在上面，使触点1和触点2连通，观察电容器的充电现象，并将结果记录在表格中.
3.将单刀双掷开关S接在下面，使触点3和触点2连通，观察电容器的放电现象，并将结果记录在表格中.
4.记录好实验结果，关闭电源.
四、实验记录和分析
实验项
目
实验现象
电容器充电
灯泡灯泡的亮度由明到暗最后熄灭(选填“明”“暗”或“熄灭”) 电流表1电流表1的读数由大到小最后为零(选填“大”“小”或“零”) 电压表
电压表的读数由小(选填“大”或“小”)到大(选填“大”或
“小”)最后为6 V
电容器放电
灯泡灯泡的亮度由明到暗最后熄灭(选填“明”“暗”或“熄灭”) 电流表2电流表2的读数由大到小最后为零(选填“大”“小”或“零”) 电压表
电压表的读数由大(选填“大”或“小”)到小(选填“大”或
“小”)最后为零
五、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(小灯泡)，以免烧坏电流表.
一、电容器充、放电现象的定性分析
在如图4所示实验中，关于平行板电容器的充、放电，下列说法正确的是()
图4
A.开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带正电
B.开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带负电
C.开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带正电
D.开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带负电
答案 A
解析开关接1时，平行板电容器充电，上极板与电源正极相连而带正电，A对，B错；开关接2时，平行板电容器放电，放电结束后上、下极板均不带电，C、D错.
电容器的充电和放电
1.充电：把电容器的两个极板与电源的正负极相连，使两个极板上带上等量异种电荷的过程.充电后，跟电源正极相连的极板带正电，跟电源负极相连的极板带负电.充电过程如图5甲所示.
2.放电：用导线把充电后的电容器的两个极板接通，两个极板上的电荷中和，电容器失去电荷的过程.放电后，电容器任一极板带电荷量均为零.放电过程如图乙所示.
图5
针对训练1(多选)关于电容器的充、放电，下列说法中正确的是()
A.充、放电过程中外电路有电流
B.充、放电过程中外电路有恒定电流
C.充电过程中电源提供的电能全部转化为内能
D.放电过程中电容器中的电场能逐渐减少
答案AD
解析电容器充、放电过程中会有电荷发生定向移动，外电路产生变化的电流，电容器充、放电结束，电流消失，A对，B错；充电过程中电源提供的电能部分转化为电容器的电场能，C错；放电过程中电容器中的电场能转化为其他形式的能，D对.
针对训练2据报道，科学家发明了一种新型超级电容器，能让手机几分钟内充满电.某同学假日登山途中，用该种电容器给手机电池充电，下列说法正确的是()
A.该电容器给手机电池充电时，电容器的电容变大
B.该电容器给手机电池充电时，电容器存储的电能变少
C.该电容器给手机电池充电时，电容器所带的电荷量可能不变
D.充电结束后，电容器不带电，电容器的电容为零
答案 B
解析 电容是描述电容器容纳电荷的本领大小的物理量，与电容器的电压及电荷量无关，故
A 、D 错误；当该电容器给手机电池充电时，电容器存储的电荷量减小，则电能变少，故
B 正确，
C 错误.
二、电容器充、放电现象的定量计算
电流传感器可以像电流表一样测量电流，不同的是反应比较灵敏，且可以和计算机相
连，能画出电流随时间的变化图像.图6甲是用电流传感器观察电容器充、放电过程的实验电
路图，图中电源电压为6 V .(已知电流I ＝Q t
)
图6
先使开关S 与1接通，待充电完成后，再把开关S 与2接通，电容器通过电阻放电，电流传感器将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的I －t 图像如图乙所示.已知图线与时间
轴围成的面积表示电荷量，根据图像估算出电容器整个放电过程中释放的电荷量为 C ，该电容器电容为 μF.(结果均保留三位有效数字)
答案 3.04×10－
3 507
解析 根据横轴与纵轴的数据可知，一个格子的电荷量为8×10－5 C ，由于大于半格算一个，小于半格舍去，因此I －t 图线与时间轴围成的图形所包含的格子个数为38，所以电容器整个
放电过程中释放的电荷量为Q ＝8×10－5 C ×38＝3.04×10－3 C.根据电容器的电容C ＝Q U
可知，C ＝3.04×10－3
6
F ≈5.07×10－4 F ＝507 μF. 针对训练3 (多选)如图7所示是电容器充、放电电路.配合电流传感器，可以捕捉瞬间的电流变化，并通过计算机画出电流随时间变化的图像.实验中选用6 V 直流电源，电容器选用电解电容器.先使单刀双掷开关S 与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可瞬间完成.然后
把单刀双掷开关S 掷向2端，电容器通过电阻R 放电，传感器将电流传入计算机，图像上显
示出放电电流随时间变化的I －t 曲线.以下说法正确的是⎝
⎛⎭⎫已知电流I ＝Q t ( )
图7
A.电解电容器用氧化膜做电介质，由于氧化膜很薄，所以电容较小
B.随着放电过程的进行，该电容器两极板间电压逐渐减小
C.由传感器所记录的该放电电流图像可以估算出该过程中电容器的放电电荷量
D.通过本实验可以估算出该电容器的电容值
答案 BCD
解析 电解电容器用氧化膜做电介质，因氧化膜很薄，板间距离很小，所以电容很大，A 错；
由U ＝Q C
可知，因电容器电容不变，放电过程中电容器所带电荷量逐渐减小，所以电容器两极板间电压逐渐减小，B 对；由I ＝Q t
，再结合放电电流随时间变化的I －t 曲线可知C 对；根据I －t 曲线可求出放电过程中电容器的放电电荷量，再由电容器放电瞬间电压与电源电压相
等，根据C ＝Q U 即可求出电容器的电容值，D 对. 电路中电流大小可以用电流传感器测量，用电流传感器和计算机可以方便地测出电路中电流随时间变化的曲线.某兴趣小组要测定一个电容器的电容，选用器材如下： 待测电容器(额定电压为16 V)；电流传感器和计算机；直流稳压电源；定值电阻R 0＝100 Ω；单刀双掷开关；导线若干.
实验过程如下：
①按照图8甲正确连接电路；
②将开关S 与1端连接，电源向电容器充电；
③将开关S 掷向2端，测得电流随时间变化的I －t 图线如图乙中的实线a 所示；
④利用计算机软件测出I －t 曲线和两坐标轴所围的面积.
请回答下列问题：
(1)已知测出的I －t 曲线和两坐标轴所围的面积为42.3 mA·s ，则电容器的电容C ＝ F ；
(2)若将定值电阻换为R 1＝180 Ω，重复上述实验步骤，则电流随时间变化的I －t 图线应该是图丙中的曲线 (选填“b ”或“c ”).
图8
答案 (1)4.7×10－3 (2)c
解析 (1)由I －t 图像得到开始时电流为I ＝90 mA ＝0.09 A 故最大电压为U ＝IR 0＝0.09 A ×100 Ω＝9 V
故电容为C ＝Q U ＝42.3 mA·s 9 V
＝4.7×10－3 F (2)换用阻值为180 Ω的定值电阻，根据I m ＝
U m R ，则第2次实验的最大电流小些，故是曲线c .
第十章 4 第2课时 实验：观察电容器的充、放电现象
第2课时实验：观察电容器的充、放电现象 一、实验原理 1.电容器的充电过程 如图1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，正极板因失去电子而带正电，负极板因获得电子而带负电.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.在充电开始时电流比较大(填“大”或“小”)，以后随着极板上电荷的增多，电流逐渐减小(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. 图1 2.电容器的放电过程 如图2所示，当开关S接2时，电容器通过电阻R放电，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，电容器正、负极板上电荷发生中和.放电开始时电流较大(填“大”或“小”)，随着两极板上的电荷量逐渐减小，电路中的电流逐渐减小(填“增大”或“减小”)，两极板间的电压也逐渐减小到零. 图2 二、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. 三、实验步骤 1.按图3连接好电路. 图3
2.把单刀双掷开关S接在上面，使触点1和触点2连通，观察电容器的充电现象，并将结果记录在表格中. 3.将单刀双掷开关S接在下面，使触点3和触点2连通，观察电容器的放电现象，并将结果记录在表格中. 4.记录好实验结果，关闭电源. 四、实验记录和分析 实验项 目 实验现象 电容器充电 灯泡灯泡的亮度由明到暗最后熄灭(选填“明”“暗”或“熄灭”) 电流表1电流表1的读数由大到小最后为零(选填“大”“小”或“零”) 电压表 电压表的读数由小(选填“大”或“小”)到大(选填“大”或 “小”)最后为6 V 电容器放电 灯泡灯泡的亮度由明到暗最后熄灭(选填“明”“暗”或“熄灭”) 电流表2电流表2的读数由大到小最后为零(选填“大”“小”或“零”) 电压表 电压表的读数由大(选填“大”或“小”)到小(选填“大”或 “小”)最后为零 五、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(小灯泡)，以免烧坏电流表. 一、电容器充、放电现象的定性分析 在如图4所示实验中，关于平行板电容器的充、放电，下列说法正确的是() 图4 A.开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带正电 B.开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带负电
电容器充放电实验报告
电容器充放电实验报告 实验目的： 通过电容器充放电实验，探究电容器的特性，并深入理解电容器的 充放电过程。 实验原理： 电容器是一种存储电荷的装置，能够通过蓄电荷实现电能的存储和 释放。当电容器接入电源电路时，会发生充电过程；当电容器断开电 源电路后，会发生放电过程。充放电过程中，电容器会逐渐储存或释 放电荷，产生电压变化。 实验步骤： 1. 首先，将电容器与直流电源电路连接，确保电路连接正确。 2. 将电容器的正极接入电源正极，将电容器的负极接入电源负极。 3. 打开电源，开始充电。此时，电容器开始储存电荷，电压逐渐上升。 4. 记录电容器的电压变化情况，并绘制成电压-时间曲线图。 5. 充电至一定电压后，断开电源电路，开始放电。此时，电容器开 始释放电荷，电压逐渐下降。 6. 同样地，记录电容器的电压变化情况，并绘制成电压-时间曲线图。 实验结果与分析：
根据实验操作及记录数据，我们可以观察到以下现象和分析结果： 1. 充电过程中，电容器的电压逐渐上升，符合理论预期。充电时间越长，电容器的电压越高。 2. 放电过程中，电容器的电压逐渐下降，同样符合理论预期。放电过程较充电过程快速，电容器的电压迅速衰减。 3. 绘制的电压-时间曲线图，呈现充放电曲线的特征，充电曲线为指数衰减函数，放电曲线呈负指数函数。 结论： 通过电容器充放电实验，我们了解到电容器具有蓄电荷能力，能够在充电和放电过程中储存和释放电能。实验结果与理论预期相符，验证了电容器的充放电特性。此外，通过分析电压-时间曲线图，我们可以推断电容器的充放电过程分别满足指数衰减函数和负指数函数的特点。 实验注意事项： 1. 确保电路连接正确，避免短路和电容器过载。 2. 执行实验时注意安全，避免触电和电源过压。 3. 准确记录实验数据，包括充电时间、电压变化情况等。 4. 在实验报告中清晰描述实验原理、步骤、结果与结论，并进行合理分析。 参考文献：
电容器的基本原理与实验
电容器的基本原理与实验 一、引言 电容器是电子元件中常见的一种，它具有储存电荷的作用。本文将 介绍电容器的基本原理和相关实验内容。 二、电容器的基本原理 1. 电容器的结构 电容器由两个电极板和介质构成，介质可以是空气、塑料、陶瓷等。电极板一般由导电材料制成，常用的有铝箔、金属薄膜等。 2. 电荷的储存 当电容器处于充电状态时，正极板上积聚了正电荷，而负极板上积 聚了等量的负电荷。由于电容器两极之间的介质存在电场，正负电荷 会在电场的作用下相互吸引，从而将电荷储存在电容器中。 3. 电容与电荷量的关系 电容的大小与储存的电荷量成正比，成反比于电容器两极之间的电压。其数学关系式为：C = Q / V，其中C为电容值，Q为储存的电荷量，V为电容器两极之间的电压。 4. 电容器的单位 电容器的单位是法拉（Farad），简写为F。常用的电容器单位有微 法（μF）、纳法（nF）和皮法（pF）等。
三、电容器的实验 1. 实验材料和仪器 （具体实验材料和仪器可根据实际情况进行调整） 2. 实验一：电容器的充放电过程观察 步骤： （1）连接电容器和电源，将电容器充电； （2）断开电源，观察电容器的放电过程； （3）记录并分析观察到的现象。 实验目的：观察电容器在充电和放电过程中的行为，了解其储存和释放电荷的特性。 3. 实验二：电容器与电阻的串并联实验 步骤： （1）将电容器与电阻并联，连接电源； （2）测量并记录电阻两端的电压； （3）将电容器与电阻串联，连接电源； （4）测量并记录电容器两极的电压； （5）分析并比较并串联时各元件的电压变化。
实验目的：探究电容器与电阻在串并联时的电压变化，了解电容器与电阻的相互作用。 四、实验结果与讨论 根据实验数据和观察结果，可以分析电容器的特性和行为，以及电容器与其他元器件的相互作用。可以进一步探究电容器的储存和释放电荷的能力，以及电容器在电路中的应用等方面。 五、总结 电容器是一种重要的电子元件，具有储存电荷的功能。通过实验可以深入理解电容器的基本原理和特性，为电子电路的设计和应用提供参考和依据。 结束。 （备注：以上文章仅供参考，具体的实验内容和结论可根据实际情况进行调整和扩充。）
人教版(2019)高中物理必修第三册实验观察电容器的充、放电现象学案
实验:观察电容器的充、放电现象 一、实验目的 1.理解电容器的储能特性及其在电路中能量的转换规律。 2.知道电容器充、放电过程中,电路中的电流和电容器两端电压的变化规律。 二、实验器材 电源、单刀双掷开关、平行板电容器、电流表、电压表、定值电阻。 三、实验步骤 1.调节直流可调电源,输出电压为6 V,并用多用电表校准。 2.关闭电源开关,正确连接实物图,电路图如图所示。 3.打开电源开关,把双掷开关 S与触点1连通,观察电容器的充电现象,并将结果记录在数据处理的表格中。 4.把双掷开关 S与触点2连通,观察电容器的放电现象,并将结果记录在数据处理的表格中。 5.记录好实验结果,关闭电源。 一、数据处理 1.实验现象及数据记录
2.实验结论 (1)充电过程中,可以看到电压表示数迅速增大,随后逐渐稳定在某一数值;通过观察电流表可知,随着两极板之间电势差的增大,充电电流逐渐减小至0。 (2)放电过程中,观察电流表可知,放电电流由电容器的正极板经过电阻流向电容器的负极板,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。 二、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。 类型一对电容器及其充、放电的认识 [例1] 用如图的电路观察电容器的充、放电现象,图中电容器不带电,将S掷于a位置,则通过灵敏电流表的电流方向(选填“向左”
或“向右”),电容器上极板将带(选填“正”或“负”)电荷,这一过程称为电容器的(选填“充电”或“放电”);然后将S掷于b位置,此时通过灵敏电流表的电流方向(选填“向左”或“向右”),电容器的上极板带(选填“正”或“负”)电荷,且电荷量在(选填“增加”“减少”或“不变”)。 解析:电源上端为正极,故通过灵敏电流表的电流方向向右。电容器上极板与电源正极相连,故上极板带正电。电容器电荷量增加,这一过程为充电。当开关S掷于b位置时,电容器放电,通过灵敏电流表的电流方向向左。放电时,电容器极板电性不变,上极板带正电。放电时,电荷量减少。 答案:向右正充电向左正减少 类型二充、放电过程电压和电流的变化及数据处理 [例2] 某同学通过实验观察电容器的放电现象,采用的实验电路如图(甲)所示,已知所用电解电容器的长引线是其正极,短引线是其负极。 (1)按图(甲)连接好实验电路,开关 S应先接到,再接到 (均选填“1”或“2”),观察电容器的放电现象。 (2)根据图(甲)电路,请在图(乙)中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接。
高考物理一轮复习考点练习观察电容器的充、放电现象
高考物理一轮复习考点练习观察电容器的充、放电现象 考点规范练39观察电容器的充、放电现象 1.电流传感器可以把电容器放电电流随时间变化规律描绘出来。一个电容器先把它接到8 V的电源上充电。然后通过电流传感器放电,其电流随时间变化图像如图所示。由图像和坐标轴所围的面积知道电容器放电前所带的电量。已知如图所围的面积约为40个方格,由图可算出电容器的电容为F。 2.(2018·河北衡水期末)电路中电流大小可以用电流传感器测量,用电流传感器和计算机可以方便地测出电路中电流随时间变化的曲线。某兴趣小组要测定一个电容器的电容,选用器材如下: 待测电容器(额定电压为16 V);电流传感器和计算机;直流稳压电源;定值电阻R0=100 Ω、单刀双掷开关;导线若干; 实验过程如下: ①按照图甲正确连接电路; ②将开关S与1端连接,电源向电容器充电; ③将开关S掷向2端,测得电流随时间变化的i-t图线如图乙中的实线a所示; ④利用计算机软件测出i-t曲线和两坐标轴所围的面积。 请回答下列问题: (1)已知测出的i-t曲线和两坐标轴所围的面积为42.3 mA·s,则电容器的电容C= F; (2)若将定值电阻换为R1=180 Ω,重复上述实验步骤,则电流随时间变化的i-t图线应该是图丙中的虚线(选填“b”“c”或“d”)。
甲 乙 丙 3.(2018·北京东城区二模)在测定电容器电容值的实验中,将电容器、电压传感器、阻值为3 kΩ的电阻R、电源、单刀双掷开关按图甲所示电路图进行连接。先使开关S与1端相连,电源向电容器充电,充电完毕后把开关S掷向2端,电容器放电,直至放电完毕。实验得到的与电压传感器相连接的计 算机所记录的电压随时间变化的u-t曲线如图乙所示,图丙为由计算机对图乙进行数据处理后记录了“峰值”及曲线与时间轴所围“面积”的图。 甲 乙 丙 (1)根据图甲所示的电路,观察图乙可知:充电电流与放电电流方向(选填“相同”或“相反”),大小都随时间(选填“增加”或“减小”); (2)该电容器的电容值为 F;(结果保留两位有效数字) (3)某同学认为:仍利用上述装置,将电压传感器从电阻两端改接在电
2022年高考物理总复习第二部分常考考点培优训练 实验抢分专练(十)观察电容器的充、放电现象
实验抢分专练(十) 观察电容器的充、放电现象 (建议用时25分钟) 1．(2021·长沙模拟)小陈同学用如图1所示的电路做“观察电容器的充、放电现象”实验。 (1)他所用的学生电源如图2所示。在连接时应接哪一组接线柱？__________(选填序号“A”或“B”) (2)接好电路，学生电源电压调节选“10 V”，然后给电容器充分充电，再观察电容器的放电，得到电容器放电电流I随时间t的变化曲线如图3，根据该图，可知他所选用的电容器最可能是下列的__________(选填序号“A”“B”或“C”)。 (提示：在本题中It图线与横、纵轴所围的面积表示电容器放电前所带的电量。) A．350 μF B．3 300 μF C．33 μF 【解析】(1)因为要观察电容器充、放电现象，所以只能选择直流电源；若选择交流电源，电流表将一直有示数，故在连接时应接A组接线柱；(2)根据It图线与横、纵轴所围的面积表示电容器放电前所带的电量，可估算出电容器所带电荷量为Q≈4×0.004×2 C＝3.2×10－2C， 则该电容器电容可近似为C＝Q U ＝ 3.2×10－2 10 F＝3.2×10－3F＝3 200 μF显然比较接近图中 电容器B，所以他所选用的电容器最可能是电容器B。 答案：(1)A(2)B 2．某兴趣小组的同学欲探究电势差与电容器所带电荷量的关系，设计了如图甲所示的电路图，
电池的电动势E＝3 V，R为滑动变阻器，C1、C2均为额定电压为2.5 V的相同电容器，R1为阻 值较大的定值电阻，为微安表，为内阻很大的数字式电压表，S 1为单刀单掷开关，S 2 为 单刀三掷开关。初始时S 1断开，S 2 拨到位置1，两电容器均不带电。请回答下列问题： (1)开关S 1 在闭合前，滑动变阻器的滑片P应先滑至__________(选填“a”或“b”)端，再闭合S1，调节滑片P，使电压表示数为1.80 V，将S2拨到位置2，每间隔5 s读一次微安表示数，作出的电流随时间变化关系it图像如图乙所示，则电容器的电容为__________F； (2)定值电阻R1的主要作用是_________________________________________； (3)保持S 1 闭合，滑片P的位置不变，将S2先由位置2拨回位置1，电压表示数稳定后再将 S 2拨到位置3，则当S 2 拨到位置3后的一小段时间内，电压表示数应为__________V。 【解析】(1)为使电路安全，滑片P应先滑至a端，由it图像与横轴围成图形的面积表示电荷量Q可知，图形中的小方格约为33个(32到35均对)，故 Q＝8.25×10－3 C由C＝Q U ＝ 8.25×10－3 1.80 F＝4.58×10－3 F 可知C＝4.58×10－3 F(4.44×10－3～4.86×10－3 F均正确)； (2)定值电阻R1的阻值较大，其主要作用是延长电容器的放电时间，便于读取微安表示数； (3)当S 2先由位置2拨回位置1，电压表稳定后的示数应为1.80 V，再将S 2 拨到位置3后， 电容器C1立即对C2充电，充电时间极短，完成后两电容器电压相等，由Q C1＝Q′C1＋Q′C2，可 知两电容器的电荷量均为C1原来的一半，由U′＝Q C1 2 C ，可知U′＝ U 2 ＝0.90 V 答案：(1)a 4.58×10－3(4.44×10－3～4.86×10－3均正确) (2)延长电容器的放电时间，便
用示波器观测电容的充放电特性2.doc
用示波器观测电容的充放电特性 •实验目的 1.观察电容器的充与放电现象 2 •通过放电的电压曲线，研究放电时间与哪些因素有关,测定电容器的电容量； 3 •进一步熟悉示波器的使用. •仪器和用具 双踪示波器一台，函数发生器一台，标准电阻箱一个，电容器一个 •实验原理
电容器能储存电量，如图8-1所示，将电键S与a 接通，电容器充电；将电键S与b相连接，电容器放电。可以用示波器CH1通道并联在电容器两端观察电容器充放电时电压与时间的变化曲线，实际测量中使用信号发生器输出标准方波来代替电键。根据串联电阻电容充电公式: V c=E(l-e't/RC) 电容放电公式: -t/RC 当电容充电(或放电)时间t= T ( T RC)时电容器两端的电压等于电源E的63.2% (或36.8%),可见电容器两端电压跟串联电阻R的大小和电容C的大小有关。当电容器两端电压：
丁；1 V c^E(\-e^2T) = -E n T]f2=rln2 = 0.693r T RC C= T C二T/2R0.693 如果已知标准电阻R,只要测得半衰期时间T/2就可以求得待测电容C的值. •实验步骤 1,按图连接线路， 2,调节信号发生器输出方波, 参考幅度：2Vpp—4Vpp 参考频率：50HZ---200HZ 参考电阻:10000Q
参考电容:0.100UF 3,用示波器CH1通道观测电容器的充放电特性；也可以用CH2通道观测信号发生器的输出波形，用以作为对比； 4，改变R，C，和信号发生器的方波周期，观测充放电特性曲线； 5,调节最佳半衰期图形，用示波器标尺读出T1/2值,设计表格记下各项参数； 6,用坐标纸画出一个完整的充放电波形图. •实验数据处理
80实验：观察电容器的充、放电现象
第八章静电场 第7讲实验：观察电容器的充放电现象 1．实验电路及器材 如图所示，把直流电源、电阻、、电流表、电压表以及单刀双掷开关组装成实验电路。 2．实验步骤 (1)把开关S接1，观察电流表及电压表指针的偏转。 (2)把开关S接2，观察电流表及电压表指针的偏转。 3．实验现象 (1)充电现象：把开关S接1时，可以看到电压表示数迅速，随后逐渐稳定在某一数值。通过观察电流表可以知道，充电时电流由电源的正极流向电容器的极板，充电电流逐渐。 (2)把开关S接2时，观察电流表可以知道，放电电流由电容器的极板经过电阻R流向电容器的负极板，放电电流，最后减小到0。同时可以看到，电压表示数，最后减小到0。 4. 实验创新：用传感器观察电容器的充、放电过程 电流传感器可以像电流表一样测量电流。不同的是，它的反应非常快，可以捕捉到瞬间的电流变化。此外，由于它与计算机相连，还能显示出电流随时间变化的It图像。本实验中电源用直流8 V左右，电容器可选几十微法的电解电容器。 (1)用传感器观察电容器的充电过程 按如图甲所示连接电路。先把S拨至1， 并接通足够长的时间，使电容器将所带的 电荷量都释放掉，从而不带电。然后把开关 S掷向2端，电源向电容器充电，传感器将 电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流 随时间变化的电流—时间图像如图乙。 (2)用传感器观察电容器的放电过程 按如图丙所示连接电路。先使开关S与1 端相连，电源向电容器充电，这个过程可在 短时间内完成。然后把开关S掷向2端，
电容器通过电阻R 放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I t 图像如图丁。 (3)电容器充电(或放电)的I t 图像与时间轴围成的面积表示电容器充电完毕所带的(或放电过程中全部释放的) 。 5.由电容器充(放)电的I t 图像可得到的结论： (1)电容器的充、放电过程中，电流都随时间越来越 ，电路稳定时电流为0。 (2)电容器在全部充电(或放电)过程中储存(或释放)的电荷量可用I t 图像与两坐标轴所围图形的 表示。 (3)电容器的电容可根据电容器充、放电过程中I t 图像与两坐标轴所围图形的面积和电容器充电结束或放电开始时两极板间的电势差，由C ＝Q U 计算。 (4)电容器充、放电过程中的最大电流(即I t 图像中t ＝0时刻的电流)：I m ＝U R ，其中U 是 电容器充电结束或放电开始时两极板间的电势差，R 是充电电路(或放电电路)中除电容器外其他通路部分的总电阻。 【例题】在测定电容器电容的实验中，将电容器C 、电压传感器、阻值为3kΩ的电阻R 、电源（6V ）、单刀双掷开关S 按图甲所示电路图进行连接。先将开关S 掷向1，电源给电容器充电，充电完毕后，将开关S 掷向2，电容器放电，直至放电完毕。与电压传感器相连接的计算机所记录的电压随时间变化的图线如图乙所示；由计算机对图乙进行数据处理后得到的“峰值”及图线与时间轴所围“面积”的图像如图丙所示。（结果均保留两位，有效数字） （1）充电过程中，流过电阻R 的电流方向为______（填“向上”或“向下”）。 （2）电容器充电结束时的带电荷量为______C 。 （3）该电容器的电容为______F 。 （4）某同学认为，仍利用上述装置，将电压传感器从电阻两端改接在电容器的两端进行实验，也可以测出电容器的电容值。该同学的观点是否正确______（填“正确”或“错误”）。
高三电学试验复习—观察电容器的充、放电现象习题选编含答案
实验：观察电容器的充、放电现象习题选编 1、某实验小组做“观察电容器充、放电现象”的实验。 (1)同学甲用图所示的电路做实验。实验器材有电源、电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关。关于电源和电流表的选取，下列说法正确的是________ 。 1 电源 1 R _ (V J A.交流电源、零刻度线在左侧的电流表 B .交流电源、零刻度线在中间的电流表 C.直流电源、零刻度线在左侧的电流表 D.直流电源、零刻度线在中间的电流表 (2)同学乙将同学甲电路中的电流表和电压表换成电流传感器和电压传感器。 同学乙先使开关S与1端相连，稳定后得到图甲和图乙所示的图像，然后把开关S掷向2端，稳定后得到图丙和图丁所示的图像。根据图像，在表格内各空格处填上合理的答案。 叫“Ut 甲，Z 丙，1T (3)同学丙多次测量，获取某电容器实验数据，绘制出的图形如下所示，其中正确的是()
【答案】D 充电减小增大放电减小减小BCD 2、在“用传感器观察电容器的充电和放电”实验中，电路图如图.一位同学使用的电源电动 势为10.0V，测得放电的I-1图像如图所示. “'mA " 2 4 6 tls （1）若按'四舍五入（大于半格算一个，小于半格舍去）”法，根据"I”图线与两坐标轴包围面积”，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”）. 【答案】0.016-0.018 0.0016-0.0018 不变 3、电流传感器可以像电流表一样测量电流。不同的是它的反应非常快，可以捕捉到瞬间的电流变化。此外，由于它与计算机相连，还能显示出电流随时间变化的I-1图像。如图甲所示连接电路。直流电源电动势8V,内阻可忽略，电容器可选几十微法的电解电容器。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成。然后把开关S掷向2 端，电容器通过电阻R放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-1图像，一位同学得到的I-1图像如图乙所示。
2022高考物理微专题56 电容器(实验：观察电容器的充、放电现象)
微专题56 电容器(实验：观察电容器的充、放电现象) 1．两类动态问题的分析要抓住C ＝Q U 、C ＝εr S 4πkd 和E ＝U d 三个基本关系.2.板间粒子的运动常用动力学方法或动能定理分析.3.静电计是测量小球与外壳间的电压的仪器，静电计指针偏角大小与静电计小球和外壳间电压成正比． 1.(多选)(2020·安徽皖江联盟名校联考)如图1所示是探究平行板电容器电容与哪些因素有关的实验装置．用导线将充了电的平行板电容器的带正电且固定的A 板与静电计的金属小球相连，将带负电的B 板与静电计的金属外壳同时接地，两板间P 点固定一带负电且电荷量很小的点电荷．下列说法中正确的是( ) 图1 A ．若将极板 B 稍向上移动一点，极板上的电荷量几乎不变，静电计指针张角变大 B ．若将极板B 稍向上移动一点，两极板间的电压不变，极板上的电荷量变大 C ．若将B 板向左平移一小段距离，静电计指针张角变大 D ．若将B 板向左平移一小段距离，P 点处的负点电荷的电势能增大 答案 AC 解析 电容器不接电源，电荷量不变，极板B 稍向上移动，正对面积减小，由C ＝εr S 4πkd 可知C 减小，由C ＝Q U 可知，当Q 不变时，U 变大，静电计指针张角变大，选项A 正确，B 错误；将B 板向左平移一小段距离，平行板电容器的电容C 减小，由C ＝Q U 知，当Q 不变时，则U 变大，静电计指针张角变大，选项C 正确；B 板向左平移一小段距离，平行板电容器间的电场强度E 不变，由于P 点与B 板的距离d PB 增大，则U PB 增大，P 点的电势φP 增大，P 点处的负点电荷的电势能减小，选项D 错误． 2．(多选)(2020·甘肃威武市三诊)如图2所示，平行板电容器带电后，静电计的指针偏转一定角度．若不改变电容器的带电荷量，下列操作可能使静电计指针的偏转角度变小的是( )
2024版新教材高考物理复习特训卷考点57实验：观察电容器的充放电
考点57 实验：观察电容器的充、放电 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，电压表的示数迅速增大后趋于稳定 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 2．利用DIS电流传感器可以测量电容器的电容．让充电后的电容器通过大电阻R放电，电流传感器A与计算机连接，记录放电电流I随时间t变化的图像，图像与坐标轴围成的面积，数值上等于电容器的带电荷量Q(可用DIS系统软件计算)Q与充电电压U的比值即为电容器的电容C. (1)图1、图2为放电法测量电容的两种电路原理图，开关S先与1端相连，充电结束后，读出电压表的示数．然后把开关掷向2端，记录I t图像，测量出电容器的带电荷量Q.在两图中，实验系统误差较大的是________(选填“图1”或“图2”)，原因是________________________________________________________对实验的影响，使电容测量值________(选填“偏大”“偏小”或“不变”). (2)DIS系统软件记录的放电电流I随时间t变化的图像可能是________． 3．用下列器材测量电容器的电容：一块多用电表，一台直流稳压电源，一个待测电容器(额定电压16 V)，定值电阻R1＝100 Ω，定值电阻R2＝150 Ω，电流传感器、数据采集器和计算机，单刀双掷开关S，导线若干．实验过程如下：
说明：两次实验中电源输出的直流电压恒定且相同． 请完成下列问题： (1)充电完毕后，该电容器________(选填“上”或“下”)极板带正电荷．若电容器的放电的电荷量为Q，则电容器所带的电荷量为________． (2)第2次实验中，电阻R2两端的最大电压与第一次实验中电阻R1两端的最大电压________(选填“相等”“大于”或“小于”)，电流随时间变化的i t曲线应该是图丙中的虚线________(选填“b”“c”或“d”). 4．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．电源电动势为8.0 V，内阻可以忽略．单刀双掷开关S先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，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． (1)开关S改接2后，电容器进行的是________(选填“充电”或“放电”)过程．此过程得到的I t图像如图2所示，图中用阴影标记的狭长矩形的面积的物理意义是________________________________________________．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曲线与坐标轴所围成的面积将________(选填“减小”“不变”或“增大”). (2)若实验中测得该电容器在整个放电过程中释放的电荷量Q＝3.44×10－3C，则该电容
【教案】电容器的电容教学设计-人教版(2023年)高中物理必修第三册
第十章静电场中的能量 第4 节电容器的电容 一、教学内容分析 《电容器的电容》是《一般高中物理课程标准〔2023 年版2023 年修订〕》必修课程必修 3 模块中“静电场”主题下的内容，课程标准要求为：观看常见的电容器，了解电容器的电容，观看电容器的充、放电现象。能举例说明电容器的应用。查阅资料，了解电容器在照相机闪光灯电路中的作用。《一般高中物理课程标准(2023 年版)解读》对课程的标准的解读为：本条目要求学生通过观看 和解剖常见的电容器，了解电容器的构造。通过电容器的充放电试验，了解电容器的作用，了解电容器电容的物理含义。知道用比值定义法来定义电容器的电容，体会比值定义法在定义物理量中的重要作用。通过平行班电容器的电容与哪些因素有关的试验，了解电容器电容与电容器构造及绝缘介质有关。 教材首先用类比水容器方法引出电容器的构造和功能，然后通过试验观看与探究生疏充、放电过程和建立电容概念，接下来介绍常见电容器及应用举例。电容是描述电容器性质的重要物理量，为后续学习传感器和电磁振荡等内容奠定根底。电容器概念的形成过程再次表达用物理量之比定义物理量的科学争论方法。 二、学情分析 学生在初中没有学习过电容器根底，缺乏生活中的感性生疏。降低学生生疏的难度，可先介绍电容器在生活中应用的情境，例如照相机闪光拍摄时闪光灯能量的释放利用电容器等实例，让学生形成感性生疏。电流由电荷定向移动形成，实际上是电子定向移动形成电流。在学生学习的电荷根底上，了解电容器充、放电过程，描述充、放电过程电子移动方向和能量转化状况。 三、教学目标 1.学生观看常见电容器的构造，建构电容器模型。通过试验，观看电容器 在充、放电过程中电流与电压的变化，分析电荷量变化及能量转化状况。 2.学生经受试验探究电容器两极板间电势差与所带电荷量的关系和用物
新高考物理人教版一轮复习学案实验九观察电容器的充放电现象
实验九观察电容器的充、放电现象 实验溯本求源 ●实验目的 1．知道电容器的构造． 2．根据电路图正确连接实物图，认真观察电容器充、放电的实验现象． ●实验原理 1．电容器的充电过程：当S接1时，电容器接通电源，与电源正极相接，电容器极板的自由电子在电场力的作用下将经过电源移到与电源负极相接的下极板，正极由于失去负电荷而带正电，负极由于获得负电荷而带负电，正、负极板所带电荷大小相等，符号相反，如图甲所示．电荷定向移动形成电流，由于同性电荷的排斥作用，所以开始电流最大，以后逐渐减小，在电荷移动过程中，电容器极板储存的电荷不断增加，电容器两极板间电压U 等于电源电压E时电荷停止移动，电流I＝0. 2．电容器的放电过程： 当S接2时，电容器的两极板用导线连接起来，电容器C正极板正电荷与负极板上的负电荷中和，两极板的电荷量逐渐减少，表现为电流逐渐减小，电压也逐渐减小为零(如图乙所示)． ●实验器材 电源、单刀双掷开关、平行板电容器、电流表和电压表． ●实验过程 1．实验步骤 (1)调节直流可调电源，输出为6 V，并用多用电表校准． (2)关闭电源开关，正确连接实物图，电路图如图． (3)打开电源，把双联开关S打到上面，使触点1和触点2连通，观察电容器的充电现象，并将结果记录在数据处理的表格中． (4)把双联开关S打到下面，使触点3和触点2连通，观察电容器的放电现象，并将结果记录在数据处理的表格中． (5)记录好实验结果，关闭电源． 2．
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． 实验热点探究 热点一电容器的充、放电现象的定性分析例1在测定电容器电容值的实验中，将电容器、电压传感器、阻值为3 kΩ的电阻R、电源、单刀双掷开关按图甲所示电路图进行连接．先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，充电完毕后把开关S掷向2端，电容器放电，直至放电完毕．实验得到的与电压传感器相连接的计算机所记录的电压随时间变化的u - t曲线如图乙所示，图丙为由计算机对图乙进行数据处理后记录了“峰值”及曲线与时间轴所围“面积”的图． (1)根据图甲所示的电路，观察图乙可知：充电电流与放电电流方向________(选填“相同”或“相反”)，大小都随时间________(选填“增加”或“减小”)． (2)当开关接“1”时，是充电还是放电？上极板带什么电？ (3)某同学认为：仍利用上述装置，将电压传感器从电阻两端改接在电容器的两端，也可以测出电容器的电容值．请你分析并说明该同学的说法是否正确． 练1电容器是储存电荷和电能的元件，在实际中有广泛的应
(2019版)高中物理必修三：第十章4 电容器的电容
第十章 4 电容器的电容 问题 水可以用容器储存起来，电荷也可以用一个“容器”储存起来。图中的元件就是这样的“容器”——电容器。那么，它内部的构造是怎样的？它是怎样“装进”和“倒出”电荷的呢？ 电容器 电容器（capacitor）是一种重要的电学元件。在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质——电介质（空气也是一种电介质），就组成一个最简单的电容器，叫作平行板电容器。这两个金属板叫作电容器的极板。实际上，任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器。 实验 观察电容器的充、放电现象 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实验电路（图10.4-1）。 把开关S接1，此时电源给电容器充电。在充电过程中，可以看到电压表示数迅速增大，随后逐渐稳定在某一数值，表示电容器两极板具有一定的电势差。通过观察电流表可以知道，充电时电流由电源的正极流向电容器的正极板。同时，电流从电容器的负极板流向电源的负极。随着两极板之间电势差的增大，充电电流逐渐减小至0，此时电容器两极板带有一定的等量异种电荷。即使断开电源，两极板上的电荷由于相互吸引而仍然被保存在电容器中。 把开关S接2，电容器对电阻R放电。观察电流表可以知道，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。 电容器充电的过程中，两极板的电荷量增加，极板间的电场强度增大，电源的能量不断 S C A V 1 2 E R 图10.4-1 电容器的充、放电
储存在电容器中；放电的过程中，电容器把储存的能量通过电流做功转化为电路中其他形式的能。 拓展学习 用传感器观察电容器的放电过程 电流传感器可以像电流表一样测量电流。 不同的是，它的反应非常快，可以捕捉到瞬间的电流变化。此外，由于它与计算机相连，还能显示出电流随时间变化的I-t图像。 照图10.4-2 甲连接电路。电源用直流8 V左右，电容器可选几十微法的电解电容器。先使开关S 与1 端相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成。然后把开关S 掷向2 端，电容器通过电阻R 放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t图像（图10.4-2 乙）。 一位同学得到的I-t图像如图10.4-3 所示，电源电压是8 V。 （1）在图中画一个竖立的狭长矩形（在图10.4-3的最左边），它的面积的物理意义是什么？ （2）怎样根据I-t图像估算电容器在全部放电过程中释放的电荷量？试着算一算。 如果要测绘充电时的I-t图像，应该怎样连接电路？怎样进行测量？得到的I-t图像可能是什么形状的？ 电容 在图10.4-1 电容器充电的实验中，我们看到，电容器两极板之间的电势差增大时，电 图10.4-2 用传感器在计算机上观察电容器的放 甲观察电容器放电的电路乙实验装置 图10.4-3 一个电容器放电的I-t图像
高中物理人教必修三第10章第4节 电容器的电容教学设计
教版高中物理必修3电容器的电容教学设计
出示图片：平行板电容器 实验：观察电容器的充、放电现象 1.实验器材：把直流电源、电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关 2. 实验电路 电容器的充、放电 实验步骤 1.把开关S接1，此时电源给电容器充电，观察实验现象。 出示：电源给电容器充电动画视频 （1）现象：通过观察电流表可以知道，充电时电流由电源的正极流向电容器的正极板。同时，电流从电容器的负极板流向电源的负极。随着两极板之间电势差的增大，充电电流逐渐减小至0，此时电容器两极板带有一定的等量异种电荷。另外，在充电过程中，还可以看到电压表示数迅速增大，随后逐渐稳定在某一数值，表示电容器两极板具有一定的电势差。 出示电容器的充电完成的电路图 （2）充电：使原本不带电的两板带上等量异种电荷的过程 两板分别带等量异种电荷，每个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量。 出示图片：平行板电容器 注意：即使断开电源，两极板上的电荷由于相互吸引而仍然被保存在电容器中。 2.把开关S接2，电容器对电阻R放电。学生观看动画 了解实验器 材、实验电路、 实验步骤并动 手操作，观察 实验现象 锻炼学生的实验 动手操作能力和 总结能力
出示电容器放电动画视频 （1）现象：观察电流表可以知道，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。 出示电容器的放电完成的电路图 （２）放电：用导线将充电后的电容器两极接通，两极失去电荷的过程，叫电容器的放电。 出示电容器用导线将充电后的电容器两极接通的图片 解释：电容器两极正负电荷通过导线中和。 电容器的充、放电现象视频 总结：电容器充电的过程中，两极板的电荷量增加，极板间的电场强度增大，电源的能量不断储存在电容器中； 放电的过程中，电容器把储存的能量通过电流做功转化为电路中其他形式的能量。 拓展学习用传感器观察电容器的放电过程 1.实验电路和器材如图 实验步骤（1）照图连接电路。电源用直流8 V 左右，电容器可选几十微法的电解电容器。 （2）先使开关S 与 1 端相连，电源向电容器充电，这个过程可在短时间内完成。 （3）然后把开关S 掷向2 端，电容器通过电阻R 放电，传感器将电流信息传入计算机，屏学生观看动画 学生阅读拓展 学习了解实验 了解放电现象 了解用传感器观 察电容器的放电 过程
第41讲 观察电容器的充、放电现象(练习)(解析版)
第41讲 观察电容器的充、放电现象 （模拟精练+真题演练） 1．（2023·浙江绍兴·统考二模）小姚利用图甲电路观察电容器在充电和放电过程中电流表和电压表示数的变化。实验中电源输出的电压为8V ，图乙实物电路中已完成部分连接。 （1）用笔画线代替导线，完成剩余部分的电路连接 。 （2）当S 连接1时，电流表示数 ，电压表示数 （选填“逐 渐增大”、“逐渐减小”、“保持不变”）；S 接1足够长时间后，电流表示数 （选填“为0”或“不为0”）。 当S 从1断开后，电流表示数 （选填“逐渐增大”、“逐渐减小”、“为0”），电压表示数 （选填“逐渐增大”、“逐渐减小”、“为0”或“保持不变”）。 （3）图丙所示的电路中，K 与L 间接一智能电源，用以控制电容器C 两端的电压C U ，如果C U 随时间t 的变化如图丁所示，则下列描述电阻R 两端电压R U 随时间变化的图像中，正确的是 。
A．B． C．D． 【答案】逐渐减小逐渐增大不为0 为0 逐渐减小 A 【详解】（1）[1]根据电路图，实物连线如图所示 （2）[2][3][4]当S连接1时，电容器处于充电过程，随着电容器所带电荷量逐渐增加，电流表示数逐渐减小，电压表示数逐渐增大；S接1足够长时间后，由于电压表内阻不可能无穷大，则电路电流可以通过电压表构成回路，电流表示数不为0。 [5][6]当S从1断开后，电流表处于断路状态，电流表示数为0；电容器通过
电压表放电，电容器所带电荷量逐渐减小，电容器两端电压逐渐减小，则电压表示数逐渐减小。 （3）[7]根据电容定义式可得C Q CU =由C U t -图像可知 1~2s 内，电容器两端电压C U 随时间均匀增大，则电容器电荷量随时间均匀增大，根据11 Q I t ∆=∆ 可知1~2s 内，电容器充电电流恒定不变，电阻R 两端电压恒定不变，根据欧姆 定律可得R11U I R = 2~3s 内，电容器两端电压C U 不变，则电容器电荷量不变，电流为0，则电阻R 两 端电压为0； 3~5s 内，电容器两端电压C U 随时间均匀减小，则电容器电荷量随时间均匀减小，根据21211122 Q Q I I t t ∆∆==-⨯=-∆∆ 可知3~5s 内，电容器放电电流恒定不变，电阻R 两端电压恒定不变，根据欧姆定律可得R221R11122U I R I R U ==-=- 故选A 。 2．（2023·湖南长沙·长沙一中校考二模）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。电源电动势为8.0V ，内阻可以忽略。单 刀双掷开关S 先跟2相接，某时刻开关改接1，一段时间后，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。 （1）如果用欧姆表直接连接待测电容器（未充电）两端，观察到指针的偏转情 况是 ； A ．偏转角度一直很小 B ．偏转角度一直很大 C ．偏转角度逐渐增大
2023届浙江高三物理高考复习微专题模型精讲精练第54讲 电容器的充电与放电实验(含详解)
第54讲 电容器的充电与放电实验 一.知识回顾 1.电容器的组成：由两个彼此绝缘又相距很近的导体组成。最简单的电容器是平行板电容器。 2.电容器的充电、放电 ①充电：两极板的电荷量增加，极板间的电场强度增大，电源的能量不断储存在电容器中。 ②放电：电容器把储存的能量通过电流做功转化为电路中其他形式的能量。 ③充电时电流流入正极板，放电时电流流出正极板。 3．电容 (1)定义：电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板之间的电势差U 之比，叫作电容器的电容。其中“电容器所带的电荷量Q ”，是指一个极板所带电荷量的绝对值。 (2)定义式：C ＝Q U 。推论：C ＝ΔQ ΔU 。 (3)单位：法拉(F)，1 F ＝106 μF ＝1012 pF 。 (4)物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量。 (5)决定因素 电容C 的大小由电容器本身结构(大小、形状、正负极相对位置及电介质)决定，与电容器是否带电及所带电荷量(或两端所加电压)无关。 4．平行板电容器的电容 (1)影响因素：平行板电容器的电容与极板的正对面积成正比，与两极板间电介质的相对介电常数成正比，与极板间的距离成反比。 (2)决定式： C ＝ εr S 4πkd ，k 为静电力常量。 5．常用电容器 (1)分类：从构造上看，可分为固定电容器和可变电容器。 (2)击穿电压与额定电压：加在电容器极板上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压叫作击穿电压；电容器外壳上标的电压是工作电压，或称额定电压，这个数值比击穿电压低。 二.实验：观察电容器的充、放电现象 1．实验电路及器材 如图所示，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实验电路。 2．实验步骤