適用于新高考新教材浙江專版2025屆高考物理一輪總復(fù)習(xí)第8單元靜電場實(shí)驗(yàn)練10觀察電容器的充放電現(xiàn)象新人教版

試驗(yàn)練10視察電容器的充、放電現(xiàn)象1.某同學(xué)利用電流傳感器探討電容器的放電過程,他按如圖甲所示電路圖連接電路。先使開關(guān)S接1,電容器充電完畢后將開關(guān)擲向2,電容器通過R放電,傳感器將電流信息傳入計(jì)算機(jī)。屏幕上顯示出電流隨時間變更的I-t曲線如圖乙所示。下列說法正確的是()A.電容器放電時電流漸漸減小,流過R的電流方向從左向右B.圖乙中曲線與坐標(biāo)軸所圍面積表示電容器放電過程中放出的電荷量C.在放電過程中,電容器的電容隨所儲存的電荷量的削減而減小D.若滑片向右移動,其他條件不變,重做試驗(yàn)獲得的I-t曲線會與原曲線重合2.在“視察電容器的充、放電現(xiàn)象”試驗(yàn)中,把干電池E、電阻箱R、電容器C、電流表G、單刀雙擲開關(guān)S等按電路圖連接,將電阻箱R調(diào)到合適阻值。(1)先使開關(guān)S接1,電源給電容器充電,視察到電流表指針偏轉(zhuǎn)狀況為。

A.漸漸偏轉(zhuǎn)到某一刻度后保持不變B.漸漸偏轉(zhuǎn)到某一刻度后快速回到0C.快速偏轉(zhuǎn)到某一刻度后保持不變D.快速偏轉(zhuǎn)到某一刻度后漸漸減小到0(2)電容器充電完畢,斷開開關(guān),此時電路圖中電容器上極板(選填“帶正電”“帶負(fù)電”或“不帶電”)。

(3)然后將開關(guān)S接2,電容器放電。在放電過程中,電路中的電流大小為i,電容器所帶電荷量為Q,電容器兩極板電勢差為U,電容器的電容為C。下面關(guān)于i、Q、U、C隨時間t的變更的圖像,正確的是。

3.某同學(xué)在試驗(yàn)室發(fā)覺一只電壓標(biāo)稱為10V、電容標(biāo)稱模糊的電容器,現(xiàn)他找了以下器材來測該電容器的電容值。蓄電池:20V,內(nèi)阻可不計(jì)電壓表:12V,內(nèi)阻很大定值電阻有三只:10Ω;50Ω;100Ω滑動變阻器:標(biāo)稱為“30V,50Ω”一只單刀單擲開關(guān)S1一只單刀雙擲開關(guān)S2一臺數(shù)字電流計(jì),可接電子顯示屏,顯示電流隨時間的變更過程。試驗(yàn)操作步驟如下:(1)該同學(xué)按圖1所示電路圖進(jìn)行組裝電路,則定值電阻R1阻值應(yīng)選Ω。

(2)他先閉合開關(guān)S1,S2刀片擲于端,調(diào)整滑動變阻器R2,穩(wěn)定后讀出電壓表讀數(shù)為4V。然后,他把S2刀片擲于端,在電子顯示屏上得到如圖2中的甲曲線。

(3)利用單位面積法算得I-t圖中甲曲線和兩坐標(biāo)軸所圍的面積為0.04mA·s,電容器放電時其內(nèi)阻可以忽視不計(jì),則電容器的電容為C=F。

(4)接著,他以同樣的操作步驟,重新調(diào)整滑動變阻器R2,在電子顯示屏上得到如圖2中的乙曲線,則穩(wěn)定時電壓表讀數(shù)為V。(保留兩位有效數(shù)字)

參考答案試驗(yàn)練10視察電容器的充、放電現(xiàn)象1.B解析由圖像得,電容器放電時電流漸漸減小,充電時電容器上極板連接電源的正極,帶正電,放電時上極板相當(dāng)于電源正極,所以流過R的電流方向從右向左,故A錯誤;I-t圖像中圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示電容器放電過程中放出的電荷量,故B正確;電容是電容器本身的性質(zhì),放電過程中,電容不發(fā)生變更,故C錯誤;若滑片向右移動,外電路電阻增大,由于剛起先放電時電壓不變,因此最大放電電流變小,曲線與I軸的交點(diǎn)下移,由于總電荷量不變,因此圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積不變,因此曲線與t軸的交點(diǎn)右移,故重做試驗(yàn)獲得的I-t曲線確定與原圖像不重合,故D錯誤。2.答案(1)D(2)帶正電(3)B解析(1)使開關(guān)S接1,電源給電容器充電,電路瞬間有了充電電流,隨著電容器所帶電荷量漸漸增大,電容器兩極板間的電壓漸漸增大,充電電流漸漸減小,視察到電流表指針快速偏轉(zhuǎn)到某一刻度后漸漸減小到0,D選項(xiàng)正確。(2)由電路圖可知,電容器上極板與電源正極相連,故充電完畢斷開開關(guān),電容器上極板帶正電。(3)放電過程中,電容與電容器所帶電荷量和電容器極板間電壓沒有關(guān)系,可知電容器電容保持不變,故D錯誤;放電過程中,電容器所帶電荷量漸漸減小,依據(jù)電容定義式C=QU,可知電容器極板間電壓漸漸減小,則放電電流漸漸減小,依據(jù)i=ΔQΔt,可知Q-t圖像的切線斜率確定值漸漸減小,故A、3.答案(1)50(2)ba(3)1×10-5(4)7.0解析(1)依據(jù)題意可知蓄電池電壓為20V,電容器電壓標(biāo)稱為10V,依據(jù)串聯(lián)電阻分壓關(guān)系可知定值電阻的阻值應(yīng)選50Ω。(2)他先閉合開關(guān)S1,S2刀片擲于b端,調(diào)整滑動變阻器R2,穩(wěn)定后讀出電壓表讀數(shù)為4V,電容器充電;然后,他把S2刀片擲于a端,電容器放電。(3)依據(jù)I-t圖線