2020春新教材高中物理 第10章 静电场中的能量 第4节 电容器的电容 第2课时 实验：观察电容器的充、放电现象课件 新人教版必修第三册

第2课时实验 观察电容器的充 放电现象 1 电容器的充电过程如图所示 当开关s接1时 电容器接通电源 在静电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 电子而带 电 负极板因 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移动 电流i 0 失去 1 实验原理 正 获得 负 等量 大 减小 2 电容器的放电过程如图所示 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 大 减小 2 实验器材6v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 3 实验步骤 1 按图连接好电路 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 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 6v 明 暗 熄灭 大 小 零 大 小 0v 4 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 观察探究 按如图所示电路连接好器材 使开关s先后接触a b 观察电流表指针的偏转情况 核心要点 电容器充 放电现象的定性分析 请思考以下几个问题 1 当s先后接a和接b时 会观察到电流表指针的偏转情况是怎样的呢 2 电容器的工作过程是怎样的 工作过程中能量是如何转化的 3 电容器的带电量q与两极板间的电压u有什么关系 反映了电容器怎样的特性 怎样描述 探究归纳 电容器的工作基础 1 充电 使电容器的极板上带上电荷的过程称为充电 充电后两极板带等量异种电荷 充电过程 带电荷量q逐渐增大 板间电压u增大 板间电场强度e增大 2 放电 使充电后的电容器不带电荷的过程叫作放电 放电过程 带电荷量q减小 板间电压u减小 板间电场强度e减小 试题案例 例1 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b 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 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正确 b错误 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错误 答案a 方法归纳电容器的充电和放电 1 充电 把电容器的两个极板与电源的正负极相连 使两个极板上带上等量异号电荷的过程 充电后 跟电源正极相连的极板带正电 跟电源负极相连的极板带负电 充电过程如图甲所示 2 放电 用导线把充电后的电容器的两个极板接通 两个极板上的电荷中和 电容器失去电荷的过程 放电后 电容器任一极板带电荷量均为零 放电过程如图乙所示 甲 乙 试题案例 例2 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 能画出电流与时间的变化图像 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6v 核心要点 电容器充 放电现象的定量计算 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