2024届高考物理一轮复习第8章实验10观察电容器的充电、放电现象课件.ppt

实验类型·全突破02类型1类型2类型一教材原型实验题组通关1．(2022·广东深圳市一模)利用图甲所示电路研究电容器充放电过程，开关接1端后，电流传感器G记录电流随时间变化的图像如图乙所示。则电容器电容C、极板电荷量Q、上极板电势φ、两端电压U随时间t变化规律正确的是()甲乙B[电容器的电容不会因为充电而发生变化，电容的值取决于其内部性质，所以电容C不变，故A错误；开关接1端后，电容器与电源相连，开始充电，电容器上电量Q、两端电压U都会随时间增大，故B正确，D错误；电容器下极板接地，所以上极板的电势φ即为电容器两端电压，随时间增大，故C错误。故选B。]2．如图为研究电容器充放电现象的实验电路图，开始电容器不带电。实验开始时，首先将开关S合向1，这时观察到灵敏电流计G有短暂的示数，这说明电路中有电流流过，这过程叫作________，经过这一过程，电容器的两极板就会带上等量的异种电荷，其上极板带________电荷(选填“正”或“负”)，电路稳定后灵敏电流计G的示数为零。当把开关S由1合向2时，有________(选填“自左向右”或“自右向左”)流过灵敏电流计G的短暂电流，这个过程叫作________。[解析]将开关S合向1，电源与电容器连通，电路中有电流流过，说明电源在给电容器储存电荷，这过程叫作充电；经过这一过程，电容器的两极板就会带上等量的异种电荷，其上极板带正电荷；当把开关S由1合向2时，从电势高的正极板能形成电流到电势低的负极板，则有自右向左流过灵敏电流计G的短暂电流，这个过程叫作放电。[答案]充电正自右向左放电3．如图甲是用高电阻放电法测电容的实验电路图。其原理是测出电容器在充电电压为U时所带的电荷量Q，从而求出其电容C。该实验的操作步骤如下：甲(1)按电路图接好实验电路；(2)接通开关S，调节电阻箱R的阻值，使微安表的指针接近满刻度。记下这时的电压表读数U0＝6.2V和微安表读数I0＝490μA；(3)断开开关S并同时开始计时，每隔5s或10s读一次微安表的读数i，将读数记录在预先设计的表格中；(4)根据表格中的12组数据，以t为横坐标，i为纵坐标，在坐标纸上描点，如图乙所示(图中用“×”表示)。根据以上实验结果的图像，可以估算出当电容器两端电压为U0时该电容器所带的电荷量Q0约为______C，从而算出该电容器的电容约为______F。乙[解析]按照图中的点，用光滑曲线把它们依次连接起来，得到i-t图线，图线和横轴所围的面积就是放电电荷量，即原来电容器的带电荷量。每小格相当于2.5×10－4C，用四舍五入法数得小方格有35个，所以Q0＝8.75×10－3C。再由C＝，得C≈1.4×10－3F。[答案](4)8.75×10－31.4×10－3类型二拓展创新实验多维探究考向1实验器材创新[典例1]在“用传感器观察电容器的充电和放电”实验中，电路图如图甲。一位同学使用的电源电动势为10.0V，测得放电的I-t图像如图乙所示。甲乙(1)若按“四舍五入(大于半格算一个，小于半格舍去)”法，根据“I-t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)[解析]电容器的放电图像是一条逐渐下降的曲线，而q＝It，从微元法得到，I-t图像与坐标轴围成的面积就是总的电荷量，经确认：图像下共有42格，所以电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为Q＝42×0.001×0.4C≈0.017C。[答案]0.017(0.016～0.018)(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)[解析]从(1)可知，电容器充满电后所带的电荷量Q＝0.017C，而所加电压U＝E＝10V，所以C＝＝0.0017F。[答案]0.0017(0.0016～0.0018)****************************第八章静电场实验十观察电容器的充电、放电现象实验储备·一览清01****************************