10-4-2-實(shí)驗(yàn)：觀察電容器的充、放電現(xiàn)象(課中練習(xí))-高中物理人教版(2019)必修第三冊(cè)

10.4.2實(shí)驗(yàn)：觀察電容器的充、放電現(xiàn)象課中練一、電容器充、放電現(xiàn)象的定性分析【課堂引入】電容器充、放電現(xiàn)象的定性分析【例題】1.在圖所示實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于平行板電容器的充、放電，下列說(shuō)法正確的是（）A.開(kāi)關(guān)接1時(shí)，平行板電容器充電，且上極板帶正電B.開(kāi)關(guān)接1時(shí)，平行板電容器充電，且上極板帶負(fù)電C.開(kāi)關(guān)接2時(shí)，平行板電容器充電，且上極板帶正電D.開(kāi)關(guān)接2時(shí)，平行板電容器充電，且上極板帶負(fù)電【課堂練習(xí)】2.關(guān)于電容器的充、放電，下列說(shuō)法中正確的是（）A.充、放電過(guò)程中外電路有瞬間電流B.充、放電過(guò)程中外電路有恒定電流C.充電過(guò)程中電源提供的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D.放電過(guò)程中電容器中的電場(chǎng)能逐漸減小3.據(jù)國(guó)外某媒體報(bào)道，科學(xué)家發(fā)明了一種新型超級(jí)電容器，能讓手機(jī)幾分鐘內(nèi)充滿電．某同學(xué)假日登山途中用該種電容器給手機(jī)電池充電，下列說(shuō)法正確的是（）A.該電容器給手機(jī)電池充電時(shí)，電容器的電容變大B.該電容器給手機(jī)電池充電時(shí)，電容器存儲(chǔ)的電能變少C.該電容器給手機(jī)電池充電時(shí)，電容器所帶的電荷量可能不變D.充電結(jié)束后,電容器不帶電,電容器的電容為零二、電容器充、放電現(xiàn)象的定量計(jì)算【課堂引入】電容器充、放電現(xiàn)象的定量計(jì)算【例題】4.電流傳感器可以像電流表一樣測(cè)量電流，不同的是反應(yīng)比較靈敏，且可以和計(jì)算機(jī)相連，能畫(huà)出電流與時(shí)間的變化圖像。圖甲是用電流傳感器觀察充、放電過(guò)程的實(shí)驗(yàn)電路圖，圖中電源電壓為6V。先使開(kāi)關(guān)S與1接通，待充電完成后，把開(kāi)關(guān)S再與2接通，電容器通過(guò)電阻放電，電流傳感器將電流信息傳入計(jì)算機(jī)，顯示出電流隨時(shí)間變化的I－t圖像如圖乙所示。根據(jù)圖像估算出電容器全部放電過(guò)程中釋放的電荷量為_(kāi)_______C，該電容器電容為_(kāi)_______μF。(均保留3位有效數(shù)字)【課堂練習(xí)】5.電路中電流大小可以用電流傳感器測(cè)量，用電流傳感器和計(jì)算機(jī)可以方便地測(cè)出電路中電流隨時(shí)間變化的曲線。某興趣小組要測(cè)定一個(gè)電容器的電容，選用器材如下：待測(cè)電容器（額定電壓為16V）；電流傳感器和計(jì)算機(jī)；直流穩(wěn)壓電源；定值電阻R0＝100Ω、單刀雙擲開(kāi)關(guān)；導(dǎo)線若干；實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：①按照?qǐng)D甲正確連接電路；②將開(kāi)關(guān)S與1端連接，電源向電容器充電；③將開(kāi)關(guān)S擲向2端，測(cè)得電流隨時(shí)間變化的i－t圖線如圖乙中的實(shí)線a所示；④利用計(jì)算機(jī)軟件測(cè)出i－t曲線和兩坐標(biāo)軸所圍的面積。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）已知測(cè)出的i－t曲線和兩坐標(biāo)軸所圍的面積為42.3mA·s，則電容器的電容C＝________F；（2）若將定值電阻換為R1＝180Ω，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，則電流隨時(shí)間變化的i－t圖線應(yīng)該是圖丙中的曲線________（選填“b”或“c”）。

參考答案1.A【詳解】試題分析：開(kāi)關(guān)接1時(shí)，電源給平行板電容器充電，形成充電電流，方向從電源正極流出，電容器上極板與電源正極相連，帶正電，下極板帶負(fù)電．開(kāi)關(guān)接2時(shí)，平行板電容器通過(guò)導(dǎo)線放電．解：A、B開(kāi)關(guān)接1時(shí)，電源給平行板電容器充電，形成充電電流，方向從電源正極流出，電容器上極板與電源正極相連，帶正電，下極板帶負(fù)電．故A正確，B錯(cuò)誤．C、D開(kāi)關(guān)接2時(shí)，平行板電容器通過(guò)導(dǎo)線放電．故CD錯(cuò)誤．故選A2.AD【詳解】AB．電容器充、放電過(guò)程中會(huì)有電荷發(fā)生定向移動(dòng)，外電路產(chǎn)生變化的瞬間電流，電容器充、放電結(jié)束，電流消失，故A正確，B錯(cuò)誤；C．充電過(guò)程中電源提供的電能部分轉(zhuǎn)化為電容器的電場(chǎng)能，故C錯(cuò)誤；D．放電過(guò)程中電容器中的電場(chǎng)能逐漸轉(zhuǎn)化為其他能，故D正確。故選AD。3.B【詳解】電容是描述電容器的容納電荷的本領(lǐng)大小的物理量，與電容器的電壓及電量無(wú)關(guān)，故AD錯(cuò)誤；當(dāng)該電容器給手機(jī)電池充電時(shí)，電容器存儲(chǔ)的電荷量減小，則電能變少，故B正確，C錯(cuò)誤。故選B。4.【答案】3.04×10－3；507【詳解】根據(jù)題圖乙的含義，因Q＝It，可知圖形與時(shí)間軸圍成的面積表示電荷量；根據(jù)橫軸與縱軸的數(shù)據(jù)可知，一個(gè)格子的電荷量為8×10－5C，由大于半格算一個(gè)，小于半格舍去，因此圖像所包含的格子個(gè)數(shù)為38，所以釋放的電荷量為q＝8×10－5C×38＝3.04×10－3C根據(jù)電容器的電容C＝可C＝F≈5.07×10－4F＝507μF