浙江专版2025届高考物理一轮总复习第8单元静电场实验练10观察电容器的充放电现象课件新人教版.pdfVIP

实验练10观察电容器的充、放电现象

1.某同学利用电流传感器研究电容器的放电过程,他

按如图甲所示电路图连接电路。先使开关S接1,电容

器充电完毕后将开关掷向2,电容器通过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曲线如图乙所示。下列说法正确的是()

B

A.电容器放电时电流逐渐减小,流过R的电流方向从左

向右

B.图乙中曲线与坐标轴所围面积表示电容器放电过程

中放出的电荷量

C.在放电过程中,电容器的电容随所储存的电荷量的减

少而减小

D.若滑片向右移动,其他条件不变,重做实验获得的I-t曲

线会与原曲线重合

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解析由图像得,电容器放电时电流逐渐减小,充电时电容器上极板连接电

源的正极,带正电,放电时上极板相当于电源正极,所以流过R的电流方向从

右向左,故A错误;I-t图像中图像与坐标轴围成的面积表示电容器放电过程

中放出的电荷量,故B正确;电容是电容器本身的性质,放电过程中,电容不

发生变化,故C错误;若滑片向右移动,外电路电阻增大,由于刚开始放电时

电压不变,因此最大放电电流变小,曲线与I轴的交点下移,由于总电荷量不

变,因此图像与坐标轴围成的面积不变,因此曲线与t轴的交点右移,故重做

实验获得的I-t曲线一定与原图像不重合,故D错误。

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2.在“观察电容器的充、放电现象”实验中,把干电池E、电阻箱R、电容器

C、电流表G、单刀双掷开关S等按电路图连接,将电阻箱R调到合适阻值。

(1)先使开关S接1,电源给电容器充电,观察到电流表指针偏转情况为

。

D

A.逐渐偏转到某一刻度后保持不变

B.逐渐偏转到某一刻度后迅速回到0

C.迅速偏转到某一刻度后保持不变

D.迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到0

(2)电容器充电完毕,断开开关,此时电路图中电容器上极板

(选填“带正电”“带负电”或“不带电”)。

带正电

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(3)然后将开关S接2,电容器放电。在放电过程中,电路中的电流大小为i,电

容器所带电荷量为Q,电容器两极板电势差为U,电容器的电容为C。下面关

B

于i、Q、U、C随时间t的变化的图像,正确的是。

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解析(1)使开关S接1,电源给电容器充电,电路瞬间有了充电电流,随着电容

器所带电荷量逐渐增大,电容器两极板间的电压逐渐增大,充电电流逐渐减

小,观察到电流表指针迅速偏转到某一刻度后逐渐减小到0,D选项正确。

(2)由电路图可知,电容器上极板与电源正极相连,故充电完毕断开开关,电

容器上极板带正电。

(3)放电过程中,电容与电容器所带电荷量和电容器极板间电压没有关系,

可知电容器电容保持不变,故D错误;放电过程中,电容器所带电荷量逐渐减

小,根据电容定义式

,可知电容器极板间电压逐渐减小,则放电电流逐

渐减小,根据i=

,可知Q-t图像的切线斜率绝对值逐渐减小,故A、C错误,B

正确。

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3.某同学在实验室发现一只电压标称为10

V、电容标称模糊的电容器,现

他找了以下器材来测该电容器的电容值。

蓄电池:20

V,内阻可不计

电压表:12

V,内阻很大

定值电阻有三只:10

Ω;50

Ω;100

Ω

滑动变阻器:标称为“30

V,50

Ω”

一只单刀单掷开关S1

一只单刀双掷开关S2

一台数字电流计,可接电子显示屏,显示电流随时间的变化过程。

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实验操作步骤如下:

(1)该同学按图1所示电路图进行组装电路,则定值电阻R1

阻值应选

Ω。

50

(2)他先闭合开关S,S刀片掷于端,调节滑动变

12b

阻器R,稳定后读出电压表读数为4

V。然后,他把S刀片

22

a

掷于端,在电子显示屏上得到如图2中的甲曲线。

(3)利用单位面积法算得I-t图中甲曲线和两坐标轴所围的

面积为0.04

mA·s,电容器放电时其内阻可以忽略不计,则