人教版高中物理必修第三册 第十章 静电场中的能量 第2课时 实验观察电容器的充、放电现象 课件(共33张PPT)

(课件网) 第九章　静电场及其应用 4.电容器的电容 第2课时　实验：观察电容器的充、放电现象 核心素养 素养目标 物理观念 知道电容器充、放电时电流的变化情况. 科学探究 1.能制订探究方案，选用合适的器材获得数据. 2.能撰写实验报告，对科学探究过程与结果进行交流和反思. 科学态度 与责任 体会科学研究方法，增强创新意识和实践能力，注重体现物理学科的本质. 一、实验原理和实验器材 教材认知 【知识梳理】 正电　 负 电　 停止移动　 中和　 减小　 2. 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、电阻（或小灯泡）. 典题讲练 [典例1]　在“观察电容器的充、放电现象”实验中，所用器材如下：电池、电容器、电阻箱、定值电阻、小灯泡、多用电表、电流表、秒表、单刀双掷开关以及导线若干. A. 迅速变亮，然后亮度趋于稳定 B. 亮度逐渐增大，然后趋于稳定 C. 迅速变亮，然后亮度逐渐减小至熄灭 C　 解析：（1）S与“1”端相接时，小灯泡不发光，电容器充电；S与“2”端相接时，电容器放电，且放电速度逐渐变小，直至为0，故C对，A、B错. 图（a） 图（b） R2　 电荷量　 名师点评 电容器在充、放电过程中的能量转化 （1）电容器在充电过程中：贮存电荷、贮存电能、将电源的能量转化为电场能. （2）电容器在放电过程中：释放电荷、释放的电场能转化为其他形式的能. 二、实验步骤与实验现象 教材认知 【知识梳理】 （1）按图连接好电路. （2）把单刀双掷开关S接1，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3，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. （5）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 电流表1 电流表1的读数由大到小最后为零 电压表 电压表的读数由小到大最后为6 V 电容器放电 灯泡 灯泡的亮度由明到暗最后熄灭 电流表2 电流表2的读数由大到小最后为零 电压表 电压表的读数由大到小最后为零 典题讲练 [典例2]　（2025·湖南雅礼中学高二月考）利用电流传感器研究电容器的放电过程的电路如图1所示，其中电源电动势E＝8 V. 先使开关S与1相连，电容器充电结束后把开关S掷向2，电容器通过电阻箱R放电.传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流I随时间t变化的曲线如图3所示. 解析：（1） 实验中电阻箱的阻值R＝3 360 Ω.t＝2 s时，电容器还在放电，a极板带正电. 3 360　 正　 电容器在 Δt时间内的放电量　 5×10－4　 A B C D A　 D　 解析：（3） 如果只增大电阻R，则电容器放电的最大电流会减小，由于放电电量不变，即I－t图像的 “面积”不变，则放电时间变长，应该是选项A；如果只增大电容C，则电容器带电量增加，I－t图像的 “面积”变大，最大电流不变，I－t图像的变化应该是选项D. 名师点评 　　（1）电容器充电时，带电量增加，两极电势差变大；电容器放电时，带电量减小，电势差变小. （2）电容器充电或放电过程中，电流都是由最大值逐渐减小. （3）在I－t图像中，图线与坐标轴所围面积表示电荷量. [训练]　（2025·合肥一中期末）某同学用如图甲所示电路研究电容器的充放电规律，直流电源的电动势为6 V. 甲 充电后电容器的带电量 解析：（1） 根据Q＝It可知，图线与坐标轴所围的面积的物理意义为充电后电容器的带电量. 乙 6　 5.7×10－4　 甲 乙 ＞　 ＝　 随堂检测 　 C A. 在形成电流曲线1的过程中，电容器两极板间电压逐渐减小 B. 在形成电流曲线2的过程中，电容器的电容逐渐减小 C. 曲线1与横轴所围面积等于曲线2与横轴所围面积 D. S接1端，只要时间足够长，电容器两极板间的电压就能大于电源电动势 ... ...