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课件网) 实验10 观察电容器的充放电现象 第八章 2023 内容索引 01 02 03 强基础 增分策略 增素能 精准突破 练思维 迁移运用 强基础 增分策略 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.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、实验思路 1.电容器充电:电源使电容器的两极板带上等量异种电荷的过程,如图甲所示。 2.电容器放电:用导线将充好电的电容器的两极板相连,使两极板的异种电荷中和的过程,如图乙所示。 3.电容器充放电时的能量转化:充电后,电容器储存了电能。放电时,储存的电能释放出来,转化为其他形式的能。 三、实验过程 1.电容器的充电 开关S合向1,电容器充电。 (1)现象 ①小灯泡开始较亮,逐渐变暗,直至熄灭。 ②A1的读数由大变小。 ③V的读数变大。 ④最后A1的大小等于0,V的大小等于电源电压。 (2)解释 电源正极向极板供给正电荷,负极向极板供给负电荷。电荷在电路中定向移动形成电流,两极板间有电压。S刚合上时,电源与电容器之间存在较大的电压,使大量电荷从电源移向电容器极板,产生较大电流,随着极板电荷的增加,极板间电压增大,电流减小。当电容器两极板间电压等于电源电压时,电荷不再定向移动,电流为0,灯不亮。 2.电容器的放电 开关S合向2,电容器放电。 (1)现象 ①小灯泡开始较亮,逐渐变暗,直至熄灭。 ②A2的读数开始较大,逐渐变小,电流方向与充电方向相反,直至为0。 ③开始V的读数为电源电压,逐渐减小,直至为0。 (2)解释 放电过程中,由于电容器两极板间的电压使回路中有电流产生。开始这个电压较大,因此电流较大,随着电容器极板上的正、负电荷的中和,极板间的电压逐渐减小,电流也减小,最后放电结束,极板间不存在电压,电流为0。 四、分析与论证 当电容器极板上所储存的电荷发生变化时,电路中就有电流流过;若电容器极板上所储存的电荷量恒定不变时,则电路中就没有电流流过。电路中的平均电流为I= 。 应用提升(2021重庆八中高三月考改编)某同学利用如图所示的实验电路测量平行板电容器的电容。 (1)把欧姆表直接连接在待测电容两端,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 D.偏转角度先很大,逐渐减小 (2)按如图所示电路原理图连接好实验电路,将开关S接 (选填“1”或“2”),对电容器进行充电,足够长时间后,记下电压表读数。 答案 (1)D (2)1 解析 (1)欧姆表测电阻是通过测量流过电阻的电流大小来间接反映其电阻大小,把欧姆表直接连接在待测电容两端,表内部电源给电容器充电,在开始时电流较大,所以指针的偏转角度很大,随着电容器所带电荷量不断增大,充电电流逐渐减小,所以指针的偏转角度逐渐减小,综上所述可知D正确。 (2)对电容器进行充电时,电容器两端应与电源两端相接,所以开关S接1。 旁栏边角 人教版教材必修第三册P39 阅读“拓展学习”———用传感器观察电容器的放电过程,完成下面题目。 图甲是观察电容器的充、放电现象的 实验装置。电源输出电压恒为8 V, S是单刀双掷开关,G为灵敏电流计,C为平行板电容器。 (1)当开关S接 (选填“1”或“2”)时,平行板电容器放电,流经G表的电流方向与充电时 (选填“相同”或“相反”)。 (2)将G表换成电流传感器,电容器充电完毕后再放电,其放电电流随时间变化的图像如图乙所示,已知图像与坐标轴所围的面积约为40个方格,可算出电容器的电容为 F。 答案 (1)2 相反 (2)4×10-4 解析 (1)当开关S接2时,平行板电容器放电,流经G表的电流方向与充电时相反。 (2)由图像与坐标轴所围的面积约为40个方格,可算出电容器的电荷量为Q=40×0.2×10-3×0.4 C=3.2×10-3 C 增素能 精准突破 典 ... ...
