高考物理一轮复习第8章实验10观察电容器的充、放电现象课件

这是一份高考物理一轮复习第8章实验10观察电容器的充、放电现象课件，共23页。PPT课件主要包含了实验储备·一览清，实验类型·全突破，类型1，类型2，答案不变，答案见解析等内容，欢迎下载使用。

类型一 教材原型实验　多维探究
考向1　电容器充、放电现象的定性分析 [典例1]　如图为研究电容器充放电现象的实验电 路图，开始电容器不带电。实验开始时，首先将开 关S合向1，这时观察到灵敏电流计G有短暂的示数，这说明电路中有电流流过，这个过程叫作________，经过这一过程，电容器的两极板就会带上等量的异种电荷，其上极板带________电荷(选填“正”或“负”)，电路稳定后灵敏电流计G的示数为零。当把开关S由1合向2时，有________(选填“自左向右”或“自右向左”)流过灵敏电流计G的短暂电流，这个过程叫作________。
北京卷 2022·T9
[解析]　将开关S合向1，电源与电容器连通，电路中有电流流过，说明电源在给电容器储存电荷，这个过程叫作充电；经过这一过程，电容器的两极板就会带上等量的异种电荷，其上极板带正电荷；当把开关S由1合向2时，从电势高的正极板能形成到电势低的负极板电流，则有自右向左流过灵敏电流计G的短暂电流，这个过程叫作放电。
[答案]　充电　正　自右向左　放电
考向2　电容器充、放电现象的定量计算 [典例2]　如图甲是用高电阻放电法测电容的实验电路图。其原理是测出电容器在充电电压为U时所带的电荷量Q，从而求出其电容C。该实验的操作步骤如下：
(1)按电路图接好实验电路； (2)接通开关S，调节电阻箱R的阻值，使微安表的指针接近满刻度。记下这时的电压表读数U0＝6.2 V 和微安表读数I0＝490 μA； (3)断开开关S并同时开始计时，每隔5 s或10 s读一次微安表的读数i，将读数记录在预先设计的表格中；
(4)根据表格中的12组数据，以t为横坐标，i为纵坐标，在坐标纸上描点，如图乙所示(图中用“×”表示)。 根据以上实验结果的图像，可以估算出当电 容器两端电压为U0时该电容器所带的电荷量 Q0约为________ C，从而算出该电容器的电 容约为________ F。
[解析]　按照题图中的点，用光滑曲线把它们依次连接起来，得到i-t图线，图线和两坐标轴所围的面积就是放电电荷量，即原来电容器的带电荷量。每小格相当于2.5×10－4 C，用四舍五入法数得小方格有35个，所以Q0＝8.75 ×10－3 C。再由C＝ ，得C≈1.41 ×10－3 F。
[答案]　(4)8.75×10－3　1.41×10－3
类型二 拓展创新实验　师生共研
考向1　实验器材创新 [典例3]　在“用传感器观察电容器的充电和放电”实验中，电路图如图甲所示。一位同学使用的电源电动势为10.0 V，测得电容放电的I-t图像如图乙所示。
甲 乙
(1)若按“四舍五入(大于半格算一个，小于半格舍去)”法，根据“I-t 图线与两坐标轴包围面积”，电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为________ C。(结果保留两位有效数字)
[解析]　如题图所示，电容器的放电图像是一条逐渐下降的曲线，而q＝It，从微元法得到，I-t 图像与坐标轴围成的面积就是总的电荷量，经确认：图像下共有42格，所以电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为Q＝42×0.001×0.4 C≈0.017 C。
[答案]　0.017(0.016～0.018)　
(2)根据以上数据估算电容器的电容值为______ F。(结果保留两位有效数字)
[答案]　0.001 7(0.001 6～0.001 8)　
[解析]　若将电阻换一个阻值较大电阻，由于电容器电荷量一定，则所有电荷将通过电阻R释放，只是图像更加平缓些，但总量不变。
(3)如果将电阻R换一个阻值更大的电阻，则放电过程释放的电荷量________(选填“变多”“不变”或“变少”)。
创新点解读　本题的创新之处在于应用电流传感器结合计算机模拟信号分析电流的变化规律代替通过记录电流表读数变化列表画图分析数据。
考向2　实验目的创新 [典例4]　在测定电容器电容值的实验中，将电容器、电压传感器、阻值为3 kΩ的电阻R、电源、单刀双掷开关按图甲所示电路图进行连接。先使开关S与1端相连，电源向电容器充电，充电完毕后把开关S掷向2端，电容器放电，直至放电完毕。实验得到的与电压传感器相连接的计算机所记录的电压随时间变化的u-t曲线如图乙所示，图丙为由计算机对图乙进行数据处理后记录了“峰值”及曲线与时间轴所围“面积”的图。
甲　　　　　　　　　　乙 丙
(1)根据图甲所示的电路，观察图乙可知：充电电流与放电电流方向________(选填“相同”或“相反”)，大小都随时间________(选填“增加”或“减小”)。
[解析]　根据题图甲所示的电路，观察题图乙可知：充电电流与放电电流方向相反，大小都随时间减小。
[答案]　相反　减小　
(2)当开关接“1”时，是充电还是放电？上极板带什么电？
[解析]　由题图可知，当开关接“1”时，是与电源连接，是充电，且上极板带正电。
[答案]　充电　带正电　
(3)某同学认为：仍利用上述装置，将电压传感器从电阻两端改接在电容器的两端，也可以测出电容器的电容值。请你分析并说明该同学的说法是否正确。