2025高考物理一轮考点突破训练第9章静电场实验10观察电容器的充放电现象考点2创新实验提升

这是一份2025高考物理一轮考点突破训练第9章静电场实验10观察电容器的充放电现象考点2创新实验提升，共2页。试卷主要包含了8×10－5__C；，75 V等内容，欢迎下载使用。

实验仪器的改进和实验目的创新
(1)通过电流、电压传感器输出充电过程的电流、电压随时间t变化。
(2)计算电容器的电容与标称值进行对比。
(2023·福建卷)某同学用图(a)所示的电路观察矩形波频率对电容器充放电的影响。所用器材有：电源、电压传感器、电解电容器C(4.7 μF,10 V)，定值电阻R(阻值2.0 kΩ)、开关S、导线若干。
(1)电解电容器有正、负电极的区别。根据图(a)，将图(b)中的实物连线补充完整_见解析图__；
(2)设置电源，让电源输出图(c)所示的矩形波，该矩形波的频率为_40__Hz；
(3)闭合开关S，一段时间后，通过电压传感器可观测到电容器两端的电压UC随时间周期性变化，结果如图(d)所示，A、B为实验图线上的两个点。在B点时，电容器处于_充电__状态(选填“充电”或“放电”)在_B__点时(选填“A”或“B”)，通过电阻R的电流更大；
(4)保持矩形波的峰值电压不变，调节其频率，测得不同频率下电容器两端的电压随时间变化的情况，并在坐标纸上作出电容器上最大电压Um与频率f关系图像，如图(e)所示。当f＝45 Hz时电容器所带电荷量的最大值Qm＝_1.8×10－5__C(结果保留两位有效数字)；
(5)根据实验结果可知，电容器在充放电过程中，其所带的最大电荷量在频率较低时基本不变，而后随着频率的增大逐渐减小。
[解析] (1)根据电路图连接实物图，如图所示。
(2)由图(c)可知周期T＝25×10－3s，所以该矩形波的频率为f＝eq \f(1,T)＝40 Hz。
(3)由图(d)可知，B点后电容器两端的电压慢慢增大，即电容器处于充电状态；从图中可得出，A点为放电快结束阶段，B点为充电开始阶段，所以在B点时通过电阻R的电流更大。
(4)由图(e)可知当f＝45 Hz时，电容器此时两端的电压最大值约为Um＝3.75 V
根据电容的定义式C＝eq \f(Q,U)得此时电容器所带电荷量的最大值为Qm＝CUm＝4.7×10－6×3.75 C≈1.8×10－5C。