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    (京津琼鲁专用)2018_2019学年高中物理第一章静电场第8节电容器的电容第2课时实验:观察电容器的充、放电学案新人教版必修2.doc

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    (京津琼鲁专用)2018_2019学年高中物理第一章静电场第8节电容器的电容第2课时实验:观察电容器的充、放电学案新人教版必修2.doc

    1、1第 2 课时 实验:观察电容器的充、放电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,正极板因失去电子而带正电,负极板因获得电子而带负电.正、负极板带等量的正、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大(填“大”或“小”),以后随着极板上电荷的增多,电流逐渐减小(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 I0.图 1(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、负极板上电荷发生中和.

    2、在电子移动过程中,形成电流,放电开始电流较大(填“大”或“小”),随着两极板上的电荷量逐渐减小,电路中的电流逐渐减小(填“增大”或“减小”),两极板间的电压也逐渐减小到零.图 2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.实验步骤(1)按图 3 连接好电路.图 32(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.(4)记录好实验结果,关闭电源.实验记录和分析:实验项目 实验现象灯泡灯泡的

    3、亮度由明到暗最后熄灭(选填“明” “暗”或“熄灭”)电流表 1电流表 1 的读数由大到小最后为零(选填“大” “小”或“零”)电容器充电电压表电压表的读数由小(选填“大”或“小”)到大(选填“大”或“小”)最后为 6V灯泡灯泡的亮度由明到暗最后熄灭(选填“明” “暗”或“熄灭”)电流表 2电流表 2 的读数由大到小最后为零(选填“大” “小”或“零”)电容器放电电压表电压表的读数由大(选填“大”或“小”)到小(选填“大”或“小”)最后为 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,

    4、以免烧坏电流表.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( )3图 4A.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.开头接 2 时,平行板电容器充电,且上极板带负电答案 A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.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

    5、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 F.答案 3.0410 3 507解析 根据题图乙的含义,因 Q It,可知图形与时间轴围成的面积表示电荷量;根据横轴与纵轴的数据可知,一个格子的电荷量为 8105 C,由大于半格算一个,小于半格舍去,因此图象所包含的

    6、格子个数为 38,所以释放的电荷量为 q810 5 C383.0410 3 C.根据电容器的电容 C 可知, C F5.0710 4 F507F.QU 3.0410 361.(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4D.放电过程中电容器中的电场能逐渐减少答案 AD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

    7、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,电容器的电容为零答案 B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.图 6答案 410 4解析 根据 Q It 以及图象的含义可知,图象与时间轴所围成的面积表示电荷量,则可知:电荷量 q400.210 3 0.4C3.210 3 C,电容器的电容 c 410 4 F.qU


    注意事项

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