1、第2课时实验:观察电容器的充、放电现象双基巩固学考突破1.观察电容器的充、放电现象的实验电路图如图所示,接通开关S,对电路中的电容器充电。充电后,该电容器(选填“上”或“下”)极板带正电荷。若电容器的两个极板分别带上了电荷量均为Q的等量异种电荷,此时电容器所带的电荷量为。答案:上Q解析:题图中电容器充电过程,充完电后电容器上极板与电源的正极相连,则电容器上极板带正电;电容器电荷量是单极板所带电荷量的绝对值,故电荷量为Q。2.探究电容器充、放电的实验装置示意图如图所示,已知灵敏电流计0刻度在表盘中央位置,经判断:当电流从左接线柱流入时指针左偏;电流从右接线柱流入时指针右偏。请根据所学知识回答下列
2、问题:(1)电容器充电结束后,将开关S扳到b,在放电的过程中,灵敏电流计指针会(选填“左”或“右”)偏。(2)将开关S扳到a,让电源给电容器充电,结束后,保持开关位置不变,若在电容器中间插入一块有机玻璃板,则在插入过程中灵敏电流计指针(选填“左”或“右”)偏。答案:(1)左(2)右解析:(1)当电流从灵敏电流计左接线柱流入时灵敏电流计指针左偏;电流从灵敏电流计右接线柱流入时灵敏电流计指针右偏。电容器充电结束后,将开关S扳到b放电的过程中,电流自左向右通过灵敏电流计,灵敏电流计指针会左偏。(2)将开关S扳到a,让电源给电容器充电,结束后,保持开关位置不变,电容器极板间电压恒定,若在电容器中间插入
3、一块有机玻璃板,电容增大,电荷量增大,电流自右向左通过灵敏电流计,灵敏电流计指针会右偏。选考奠基素养提升1.电路中电流大小可以用电流传感器测量,用电流传感器和计算机可以方便地测出电路中电流随时间变化的曲线。某兴趣小组要测定一个电容器的电容,选用器材如下:待测电容器(额定电压为16 V),电流传感器和计算机,直流稳压电源,定值电阻R0=100 ,单刀双掷开关,导线若干。实验过程如下:按照图甲正确连接电路;将开关S与1端连接,电源向电容器充电;将开关S掷向2端,测得电流随时间变化的i-t图线如图乙中的实线a所示;利用计算机软件测出i-t曲线和两坐标轴所围的面积。请回答下列问题:(1)已知测出的i-
4、t曲线和两坐标轴所围的面积为42.3 mAs,则电容器的电容C= F。(2)若将定值电阻换为R1=180 ,重复上述实验步骤,则电流随时间变化的i-t图线应该是图丙中的曲线(选填“b”或“c”)。答案:(1)4.710-3(2)c解析:(1)由i-t图像得到开始时电流为I=90mA=0.09A故最大电压为U=IR0=0.09A100=9V故电容为C=QU=42.3mAs9V=4.710-3F。(2)换用阻值为180的定值电阻,根据im=UmR,则第2次实验的最大电流小些,故选c。2.图甲是一种测量电容的实验电路图,实验通过对高阻值电阻放电的方法测出电容器充电至电压U时所带电荷量Q,从而再求出待
5、测电容器的电容C。某同学在一次实验时进行了如下操作:按图甲所示的电路图接好电路;接通开关S,调节电阻箱R阻值,使电流表的指针偏转接近满刻度,记下此时电流表的示数I0=49.0 mA,电压表的示数U0=10.0 V,I0、U0分别是电容器放电时的初始电流和电压;断开开关S,同时开始计时,每隔5 s读一次电流值,将测得的数据标在图乙所示的坐标纸上(图中小黑点)。(1)在图乙中画出I-t图线。(2)图乙中图线与坐标轴所围成面积的物理意义是。(3)该电容器的电容为 F。(结果保留两位有效数字)答案:(1)见解析(2)电容器充电到电压为U0时所带的电荷量(3)7.510-2解析:(1)用平滑的曲线连接,如图所示。(2)由Q=It知,电荷量为I-t图像与坐标轴所包围的面积,即电容器充电到电压为U0时所带的电荷量。(3)电荷量为总格子数乘以每个格子的“面积”值,即Q=0.75C,C=QU0=7.510-2F。
