2019-2020学年高考物理 主题1 静电场 8 课时2 实验：观察电容器的充、放电课件（必修3）

主题18电容器的电容课时2实验：观察电容器的充、放电NEIRONGSUOYIN内容索引技能储备明确原理提炼方法达标检测检测评价达标过关题型演练学以致用实训演练技能储备1.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，在电场力的作用下自由电子从正极板经过电源向负极板移动，正极板因电子而带电，负极板因电子而带电.正、负极板带的正、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(填“大”或“小”)，以后随着极板上电荷的增多，电流逐渐(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移动，电流I＝0.失去正获得负等量图1大减小实验器材：6V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(2)电容器的放电过程如图2所示，当开关S接2时，将电容器的两极板直接用导线连接起来，电容器正、负极板上电荷发生.在电子移动过程中，形成电流，放电开始电流较(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(填“增大”或“减小”)，两极板间的电压也逐渐减小到零.图2中和大减小2.实验步骤(1)按图3连接好电路.(2)把单刀双掷开关S打在上面，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打在下面，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.图3实验项目实验现象电容器充电灯泡灯泡的亮度由到最后(选填“明”“暗”或“熄灭”)电流表1电流表1的读数由到最后为(选填“大”“小”或“零”)电压表电压表的读数由(选填“大”或“小”)到(选填“大”或“小”)最后为____(4)记录好实验结果，关闭电源.实验记录和分析：明暗熄灭大小零小大6V电容器放电灯泡灯泡的亮度由到最后(选填“明”“暗”或“熄灭”)电流表2电流表2的读数由到最后为(选填“大”“小”或“零”)电压表电压表的读数由(选填“大”或“小”)到(选填“大”或“小”)最后为_____明暗熄灭大小零大小0V3.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，以免烧坏电流表.题型演练一、电容器充、放电现象的定性分析例1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.√图4二、电容器充、放电现象的定量计算例2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，能画出电流与时间的变化图象.图5甲是用电流传感器观察充、放电过程的实验电路图，图中电源电压为6V.图5先使开关S与1接通，待充电完成后，把开关S再与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图象如图乙所示.根据图象估算出电容器全部放电过程中释放的电荷量为C，该电容器电容为μF.(均保留三位有效数字)3.04×10－3507达标检测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瞬间电流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√123√解析电容器充、放电过程中会有电荷发生定向移动，电路产生变化的瞬间电流，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.2.据国外某媒体报道，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√123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.3.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8V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象如图6所示.由图象和坐标轴所围的面积知道电容器放电前所带的电荷量，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.123图64×10－4