【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三册 第10章　4　第2课时 PPY课件

1．如图所示，平行板a、b组成的电容器与电源相接，平行板电容器P处固定放置一带负电的点电荷，极板b接地。现将电容器的极板b向下移动少许，则(　　)A．点电荷所受电场力增大 B．点电荷在P处的电势能减少C．P处的电势减小 D．电容器所带的电荷量增加B解析：两极板间的电势差不变，极板间的距离增大，则极板间的场强减小，点电荷所受电场力减小，A错误；根据U＝Ed，场强减小，P处与上极板间的距离不变，则其电势差减小，P处的电势升高，由于点电荷带负电，在P处的电势能减少，B正确，C错误；极板b下移后，电容减小，极板间的电势差不变，由Q＝CU知，电容器所带的电荷量减少，D错误。2．一个电容器带电荷量为Q时，两极板间的电压为U，若使其带电荷量增加4×10－7C，电势差增加20 V，则它的电容是(　　)A．1×10－8 F　　　 B．2×10－8 FC．4×10－8 F D．8×10－8 FB解析：已知电容器电荷量的增加量ΔQ＝4×10－7 C，板间电压的增加量ΔU＝20 V，则电容为C＝ΔU(ΔQ)＝20(4×10－7) F＝2×10－8 F，故选B。3．图中是一个平行板电容器，其电容为C，带电荷量为Q，上极板带正电，现将一个试探电荷q由两极板间的A点移动到B点，如图所示。A、B两点间的距离为s，连线AB与极板间的夹角为30°，则电场力对试探电荷q所做的功等于(　　)A．Qd(qCs)　 B．Cd(qQs)　C．2Cd(qQs)　 D．2Qd(qCs)C解析：板间场强E＝d(U)＝Cd(Q)，试探电荷q由A点移动到B点，电场力做功W＝qEssin 30°＝2Cd(qQs)，故选C。第十章　静电场中的能量4．电容器的电容第2课时　实验：观察电容器的充、放电目标体系构建【课程标准】1．会正确连接电路，认真观察电容器的充、放电过程。2．知道电容器的充、放电现象中能量的转换。【素养目标】课前预习反馈 1．实验原理(1)电容器的充电过程如图甲所示，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_______电子带_____电，负极板因_______甲电子而带______电。正、负极板带________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______(填“大”或“小”)，以后随着极板上电荷的增多，电流逐渐________(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定向移动，电流I＝0。失去　正　获得　负　等量　大　减小　(2)电容器的放电过程如图乙所示，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________。在电子定向移动过程中，形成电流，放电开始电流较______(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________(填“增大”或“减小”)，两极板间的电压也逐渐减小到零。中和　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、 小灯泡乙 大　减小　2．实验步骤(1)按图丙连接好电路。(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。丙 (4)记录好实验结果，关闭电源。实验记录和分析： 明　暗　熄灭　大　小　零　小　大　6 V　明　暗　熄灭　大　小　零　大　小　零　3．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，以免烧坏电流表。课内互动探究探究电容器充、放电现象的定性分析典例剖析　　　　　如图所示实验中，关于平行板电容器的充、放电，下列说法正确的是(　　)A．开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带正电典题1B．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．开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带负电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。对点训练1．(2021·江苏盐城高二学业考试)如图所示，开关S由1改接2后，电容器的 (　　)A．电容为零B．电容变大C．存储电能减少D．电荷量可能不变C　解析：开关S接1时，电源对电容器充电，开关S由1改接2后，电容器放电，存储电能减少，极板电荷量减少，C正确，D错误；电容器的电容由内部结构决定，与充、放电过程无关，电容不为零且保持不变，AB错误。探究电容器充、放电现象的定量计算典例剖析　　　　　电流传感器可以像电流表一样测量电流，不同的是反应比较灵敏，且可以和计算机相连，能画出电流随时间的变化图像。图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6 V。典题2 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图像如图乙所示。根据图像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_______μF。(均保留三位有效数字)3.04×10－3　507　对点训练2．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8 V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像如图所示。由图像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。4×10－4　课堂达标检测1．(2022·北京高二学业考试)电容器是一种重要的电学元件，它能储存电荷，电容器储存电荷的特性用电容C来表征。可用如图所示的电路对电容器进行充电。在对电容器充电的过程中，下列说法正确的是 (　　)A．电容器所带的电荷量逐渐增大B．电容器所带的电荷量保持不变C．电容器两极间的电压保持不变D．电容器两极间的电压逐渐减小A　2．(2022·河南许昌市普通教育教学研究室高二期末)如图所示，为研究电容器的充、放电实验电路图，实验前，开关S是断开的，电容器不带电。下列的操作过程中，正确的说法是 (　　)A．开关S接1，电容器上极板带负电B．开关S接1稳定后，再断开S，电容器两极板间有电场存在C．开关S接1稳定后，再将S掷向2，通过电流传感器的电流方向向上D．开关S接1稳定后，再将S掷向2，通过电阻R中电流方向向右B　解析：开关S接1，相当于给电容器充电，充电后电容器上极板与电源正极相连接，带正电，A错误；开关S接1稳定后，充电完毕，电容器两极板间电压等于电源电动势，再断开S，电容器两极板间有电场存在，B正确；开关S接1稳定后，再将S掷向2，此时电容器处于放电过程，放电过程上极板相当于电源的正极，流过电流传感器的电流方向向下，流过电阻R中电流方向向左，C、D错误。3．(2022·广东湛江模拟预测)如图甲所示为电容器的充电电路，先将可变电阻R的阻值调为R1，闭合开关S，电容器所带电荷量q随时间t变化的关系图像如图乙实线①所示。然后断开开关，先使电容器放电完毕，再把R的阻值调为R2(R2＞R1)，接着重复前面的操作，得到如图乙实线②所示图像，下列说法正确的是 (　　)A．电容器充电过程，充电电流不断减小B．电容器充电过程，充电电流不断增加C．电容器充电过程，电容器的电容不断增加D．增大可变电阻的阻值对电容器充电更快完成解析：电容器充电过程，q＝It，图线斜率视为电流，可知充电电流不断减小，A正确，B错误；电容器的电容是电容器本身的属性，电容不变，C错误；增大可变电阻的阻值对电容器充电更加平缓，充电时间更长，D错误。A　4．(2022·北京一模)在如图装置中，将开关S拨至1可以给电容器充电，拨至2可以让电容器放电，通过电压表、电流表的示数，可以观察电容器充、放电过程中电压和电流的变化情况。则下列说法中正确的是 (　　)A．充电过程中，电压表、电流表示数逐渐增大B．放电过程中，电压表、电流表示数逐渐减小C．充电过程中，电容器电容逐渐增大D．放电过程中，电流减小的越来越快B　5．(2022·江苏扬州中学高三阶段测试)如图所示的电路可将声音信号转化为电信号，该电路中右侧金属板b固定不动，镀有金属层的振动膜a能在声波驱动下沿水平方向振动，若声源S沿水平方向做有规律的振动，则 (　　)A．a振动过程中，灵敏电流计中有大小和方向变化的电流B．a振动过程中，ab板所带电荷量不变C．a振动过程中，ab板间的电场强度不变D．a向右的位移最大时，ab两板所构成的电容器的电容最小A