专题59电容器充电放电实验（解析版）-2013高考一轮复习知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练

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2023 高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练
第十一章 静电场
专题 59 电容器充电放电实验
第一部分 知识点精讲
[实验目的]
1．观察电容器的充、放电现象。
2．探究电容器的充、放电过程中，电流、电压、电量及能量的转化过程。[来源:Z_xx_k.Com]
[实验原理]
1．充电：电源使电容器的两极板带上等量异种电荷的过程。如图 1－1甲。
图1－1
2．放电：用导线将充好电的电容器的两极板相连，使两极板的异种电荷中和的过程，
如图乙。
3．电容器充放电时的能量转化：充电后，电容器储存了电能。放电时，储存的电能释
放出来，转化为其他形式的能。
[实验器材]
直流电源、电阻、电容器、电流表（或电流传感器和计算机）、电压表、单刀双掷开
关、导线。
【温馨提示】电流传感器,与计算机相连,可以测出电容器的放电电流随时间变化关系
图像。
[实验步骤]
1．把直流电源、电阻、电容器、电流表、电压表以及单刀双掷开关组装成实验电路
(如图 1－2所示)。
2．把开关 S接1，此时电源给电容器充电。在充电过程中，可以看到电压表示数迅速
增大，随后逐渐稳定在某一数值，表示电容器两极板具有一定的电势差。通过观察电流表
可以知道，充电时电流由电源的正极流向电容器的负极板。同时，电流从电容器的负极板
流向电源的负极。随着两极板之间电势差的增大，充电电流逐渐减小至 0，此时电容器两
极板带有一定的等量异种电荷。即使断开电源，两极板上电荷由于相互吸引而仍然被保存
在电容器中。
把电流表、电压表换成电流传感器和电压传感器的电路如图。
3．把开关 S接2，电容器对电阻 R放电。观察电流表可以知道，放电电流由电容器的
正极板经过电阻 R流向电容器的负极板，正负电荷中和。此时两极板所带的电荷量减小，
电势差减小，放电电流也减小，最后两极板电势差以及放电电流都等于 0。
电容器充电的 I——t 图像
电容器放电的 I——t 图像
[注意事项]
1．电容器的电容要大一些，电源的电压在 6 V 左右。
2．开关向 1闭合时，仔细观察灵敏电流计指针的偏转方向。
3．开关向 2闭合时，仔细观察灵敏电流计指针的偏转方向。
第二部分 最新高考题精选
1（2015·海南物理）某同学利用图（a）所示电路测量电容器充电时两极板间的电压随时间
的变化。实验中使用的器材为：电池 E（内阻很小）、开关
1
S
和
2
S
、电容器 C（约 100
F
）、电阻
2
R
（约 200k
）、电阻
2
R
（1k
）、电压表 V（量程 6V）、秒表、导线
若干。
(1)按图（a）所示的电路原理将图（b）中实物图连线。
(2)先闭合开关
2
S
，再断开开关
2
S
：闭合开关
1
S
，同时按下秒表开始计时。若某时刻电压
表示数如图（c）所示，电压表的读数为________V（保留 2位小数）。
(3)该同学每隔 10s 记录一次电压表的读数 ，记录的数据如下表所示，在答题卡给出的坐标
纸上绘出图线，已知只有一个数据点误差较大，该数据点对应的表中的时间是______s。
(4)电路中 C、
2
R
和
2
S
构成的回路的作用是___________。
【参考答案】（1）实物图连线如图。
（2）3.60V（3）40s（4）使实验前电容器两极板上的电荷相中和
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