2025年高中物理试卷(带答案)实验十　观察电容器的充、放电现象.docx

实验十观察电容器的充、放电现象

一、基本原理与操作

原理装置图

操作要领

1.电容器的充电过程

开关S接1时，电源给电容器充电，电容器带电量、电压逐渐增大，电流逐渐减小，最后电流为零，如图甲所示．

2．电容器的放电过程

开关S接2时，电容器负极板上负电荷与正极板上正电荷中和，两极板的电荷量逐渐减小，电流逐渐减小，最后电压也逐渐减为零，如图乙所示．

二、实验过程

1．按如图所示的电路图正确连接实物图。

2．将单刀双掷开关S接1，观察电容器的充电现象，并将结果记录在数据处理的表格中．

3．把单刀双掷开关S接2，观察电容器的放电现象，并将结果记录在数据处理的表格中．

4．记录好实验结果，关闭电源．

三、数据处理

实验项目

实验现象

电容器

充电

灯泡

亮度由明到暗最后熄灭

电流表A1

读数由大到小最后为零

电压表

读数由小到大最后为6V

电容器

放电

灯泡

亮度由明到暗最后熄灭

电流表A2

读数由大到小最后为零

电压表

读数由大到小最后为零

四、注意事项

1．电流表要选用小量程的灵敏电流表．

2．要选择大容量的电容器．

3．实验过程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，避免烧坏电流表．

考点一教材原型实验

例1[2023·新课标卷]在“观察电容器的充、放电现象”实验中，所用器材如下：电池、电容器、电阻箱、定值电阻、小灯泡、多用电表、电流表、秒表、单刀双掷开关以及导线若干．

(1)用多用电表的电压挡检测电池的电压．检测时，红表笔应该与电池的________(填“正极”或“负极”)接触．

(2)某同学设计的实验电路如图(a)所示．先将电阻箱的阻值调为R1，将单刀双掷开关S与“1”端相接，记录电流随时间的变化．电容器充电完成后，开关S再与“2”端相接，相接后小灯泡亮度变化情况可能是________(填正确答案标号)．

A．迅速变亮，然后亮度趋于稳定

B．亮度逐渐增大，然后趋于稳定

C．迅速变亮，然后亮度逐渐减小至熄灭

(3)将电阻箱的阻值调为R2(R2R1)，再次将开关S与“1”端相接，再次记录电流随时间的变化情况．两次得到的电流I随时间t变化如图(b)中曲线所示，其中实线是电阻箱阻值为________(填“R1”或“R2”)时的结果，曲线与坐标轴所围面积等于该次充电完成后电容器上的________(填“电压”或“电荷量”)．

例2小理同学利用如图甲所示电路观察电容器的充、放电现象，图乙是毫安表表头．

(1)小理先将单刀双抛开关打到1位置，发现毫安表指针向右偏转，电容器开始充电，充电电流逐渐变________，此时电容器的上极板带________电；再将开关打到2位置，发现毫安表指针向________偏转，电容器开始放电，放电电流逐渐变小．以上三空格，判断正确的是________．

A．大、正、右B．小、正、左

C．大、负、右D．小、负、左

(2)小理同学将放电过程所获得的数据绘制成图丙中的a图线(图中实线)．再通过调节电阻箱，增大电阻R，重复电容器的充、放电过程，再收集放电电流的数据，将得到图丙中的________曲线(选填“b”或“c”)．小理同学通过观察图像中的________(选填“截距”“斜率”或“面积”)，认为在误差允许的范围内，控制充电电压不变，改变电路中的电阻，不会影响电容器放电的电荷量．

(3)在“观察电容器的充、放电现象”实验中，以下观点错误的是________．

A．在ef之间增加一个微型直流小风扇，可以展示电容器是储能元件

B．更换电容C值更小的电容器，在电源电压不变的情况下，电容器放电时释放的电荷量仍不变

C．将电源电压增大，且不超过电容器的耐压，可以增大电容器放电时释放的电荷量

D．将变阻箱转移到mn之间，可以减少电容器的充电时间

考点二探索创新实验

例3某同学利用图(a)所示电路测量一电容器的电容，将开关S从2端拨至1端，电源对电容器充电；再将开关S拨至2端，电容器放电．回答下列问题：

(1)下表记录了放电过程中某个时刻t的物理量及其变化，在表中①②③空格处填上合理的答案；

放电过程中某个时刻t

通过电阻R的电流方向(选填“a→b”或“b→a”)

①______

通过电阻R的电流正在增大还是减小

②______

电容器两端的电压正在增大还是减小

③______

(2)充电过程中，电流传感器和电压传感器将信息即时输入计算机，屏幕上显示出如图(b)所示的电流I、电压U随时间t变化的I-t图线、U-t图线．根据图(b)估算当电容器刚开始放电时所带的电荷量Q＝________C，计算电容器的电容C＝________F；已知待测电容器电容标称值为C0＝900μF，则测量值C与C0的差异为C0-CC0×100%＝________%(结果均保留

例4