2027届新高考物理热点精准复习+实验十+观察电容器的充、放电现象

2027届新高考物理热点精准复习实验十:观察电容器的充、放电现象实验基础·必备原理装置图操作要求注意事项甲电容器充电乙电容器放电如图甲,电容器与电源相连,形成充电电流,随着极板电荷量的增加,充电电流

。如图乙,电容器的正、负电荷中和,形成放电电流,随着极板电荷量的减少,放电电流

1.连电路,按原理图连接器材。2.单刀双掷开关S接1,观察充电现象。3.单刀双掷开关S接2,观察放电现象。4.关闭电源,整理器材。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。减小减小数据处理1.观察电流表示数变化,总结电容器充、放电电流的变化规律。2.可将电流表换成电流传感器,由计算机绘制充、放电的i-t图像,由图像计算充、放电过程通过电流传感器的电荷量。方法:先算出一个小方格代表的电荷量,然后数出整个图像与横轴所围的面积中的方格数(大于半个的按一个方格计算,小于半个的舍弃)。电容器充电或放电过程中电荷量为一个小方格代表的

乘

。3.电容器两极板之间的电压等于电源电动势,由电容的定义式C=估算出电容器的电容C。电荷量方格数考点一教材原型实验实验技能·提升【典例1】

(中等)某同学做观察电容器充、放电现象并估测电容器电容的实验,采用10V的稳压直流电源、单刀双掷开关、电流传感器(与电脑相连,能描绘出电流i随时间t变化的图线)、定值电阻和导线若干,连成如图甲所示的电路。(1)下列说法正确的是

(多选)。

A.先将S掷向1端,然后掷向2端,电容器先充电、后放电B.先将S掷向1端,然后掷向2端,电容器电容先增大后减小C.电容器充电时,电容器的电场能增加D.电容器带电时,两个极板只有一个板上有电荷解析:(1)先将S掷向1端,然后掷向2端,电容器先充电后放电,但是电容不变,故A正确,B错误;电容器充电时,电荷量增加,两极板间电场增加,所以电场能增加,故C正确;一个极板带正电荷,一个极板带负电荷,故D错误。AC(2)如果不改变电路其他参数,只增大电阻R,放电时i-t曲线与横轴所围成的面积将

(选填“增大”“减小”或“不变”);放电时间将

(选填“变长”“变短”或“不变”)。

解析:(2)i-t曲线与横轴所围成的面积表示电荷量,不改变其他参数,只增大电阻R,充电时i-t曲线与横轴所围成的面积不变;由于电阻对电流有阻碍作用,所以增大电阻,电流减小,则放电时间变长。不变变长(3)用10V的稳压直流电源对电容器先充满电,后电容器放电,电脑屏幕上显示出电容器在放电过程中电流随时间变化的i-t曲线如图乙所示,根据图像可估算出电容器的带电荷量为

C,根据以上数据估算电容器的电容值为

F。(结果均保留两位有效数字)

6.2×10-36.2×10-4衔接分析物理量充电过程放电过程电压从0开始增长,逐渐趋向于最大电压U0从最大电压U0开始衰减,最终趋近0电荷量从0开始增长,逐渐趋近最大值(Q0=CU0)从Q0开始衰减,最终趋近0电流电流由电源正极流向正极板,从最大值逐渐减为0电流从正极板流出,从最大值逐渐减为0考点二实验创新与拓展【典例2】

(中等)(2025·金华一模)图甲为一个自制电容器,将两张锡箔纸作为两个电极,三张电容纸作为绝缘介质,按照一层电容纸、一层锡箔纸的顺序交替叠放,然后将五层纸一起卷成圆柱形,两根引线a、b分别接在两张锡箔纸上,最后将整个圆柱形密封在塑料瓶中(两根引线露出),电容器制作完成。(1)以下可以增加该电容器的电容的操作是

(多选)。

A.增大电容器的充电电压B.增大电容器的带电荷量C.增大锡箔纸的正对面积D.在卷成圆柱形的时候,用力尽可能使电容纸贴紧CD(2)现用图乙所示电路研究该电容器的充放电情况。将S置于a端,电压随时间变化图像如图丙所示。①充满电后电容器两端的电压为

V,若此时电容器所