2024-2025學(xué)年高二物理 同步學(xué)與練（ 人教版2019必修第三冊(cè)）10.7 實(shí)驗(yàn)：觀察電容器的充放電現(xiàn)象 （原卷版）

10.7實(shí)驗(yàn)：觀察電容器的充、放電現(xiàn)象

學(xué)習(xí)目標(biāo)

課程標(biāo)準(zhǔn)物理素養(yǎng)

物理觀念：了解電容器的類型、特性及作用。了解影響平行板電容器電容大

小的因素。

科學(xué)思維：分析電容器在充、放電過(guò)程中電流與電壓的變化、電荷量的變化

3.1.6觀察電容器的充、

及能量轉(zhuǎn)化情況。

放電現(xiàn)象。

科學(xué)探究：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，觀察電容器在充、放電過(guò)程中電流與電壓的變化，分

析電荷量變化及能量轉(zhuǎn)化情況。

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察能力和科學(xué)探究能力。

02思維導(dǎo)圖

電容器充、放電現(xiàn)象中的三點(diǎn)注意

(1)電容器充電時(shí)電流流向正極板，電容器放電時(shí)電流從正極板流出，且充放電電流均逐漸減小至零。

(2)電容器充、放電過(guò)程，電容器的電容不變，極板上所帶電荷量和電壓按正比關(guān)系變化。

(3)電容器充、放電過(guò)程，I－t圖中曲線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示電容器儲(chǔ)存的電荷量。

03知識(shí)梳理

（一）課前研讀課本，梳理基礎(chǔ)知識(shí)：

一、實(shí)驗(yàn)原理

1．電容器充電：電源使電容器的兩極板帶上異種電荷的過(guò)程，如圖甲。

2．電容器放電：用導(dǎo)線將充好電的電容器的兩極板相連，使兩極板的異種電荷的過(guò)程，如圖乙。

3．電容器充放電時(shí)的能量轉(zhuǎn)化：充電后，電容器儲(chǔ)存了。放電時(shí)，儲(chǔ)存的電能釋放出來(lái)，轉(zhuǎn)化為其

他形式的能。

二、實(shí)驗(yàn)操作

1．按圖連接好電路。

2．把單刀雙擲開(kāi)關(guān)S接1，觀察電容器的充電現(xiàn)象，并將結(jié)果記錄在表格中。

3．將單刀雙擲開(kāi)關(guān)S接2，觀察電容器的放電現(xiàn)象，并將結(jié)果記錄在表格中。

4．記錄好實(shí)驗(yàn)結(jié)果，關(guān)閉電源。

三、分析與論證

當(dāng)電容器極板上所儲(chǔ)存的電荷量發(fā)生變化時(shí)，電路中就有電流流過(guò)；若電容器極板上所儲(chǔ)存的電荷量恒定

Δq

不變時(shí)，則電路中就沒(méi)有電流流過(guò)。電路中的平均電流為I＝。

Δt

四、注意事項(xiàng)

1．電流表要選用量程的靈敏電流計(jì)．

2．要選擇容量的電容器．

3．實(shí)驗(yàn)要在的環(huán)境中進(jìn)行．

04題型精講

【題型一】電流方向的判斷

【典型例題1】（多選）如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=1.5V，內(nèi)電阻r=0.5Ω，滑動(dòng)變阻器R1的最大電阻R1m5.0Ω，

定值電阻R?2.0Ω，C為平行板電容器，其電容為3μF。將開(kāi)關(guān)S與a接觸，則（）

A.當(dāng)R1的阻值增大時(shí)，R2兩端的電壓增大

B.穩(wěn)定時(shí)R1消耗的最大功率為0.225W

C.將開(kāi)關(guān)從a接向b，流過(guò)R3的電流流向?yàn)閏→d

3

D.將滑動(dòng)變阻器R1的接入最大電阻，則開(kāi)關(guān)從a接向b，待電路穩(wěn)定，流過(guò)R3的電荷量為910C

【典型例題2】如圖所示是電容式話筒示意圖，振動(dòng)膜片涂有薄薄的金屬層，膜后幾十微米處是固定的金屬

片，兩者構(gòu)成了電容器的兩極。當(dāng)聲音傳至振動(dòng)膜片時(shí)，帶動(dòng)膜片振動(dòng)，引起兩極板間距變化。則（）

A.膜片振動(dòng)過(guò)程中電容器兩極間電壓恒定

B.膜片向右振動(dòng)時(shí)通過(guò)電阻R的電流向左

C.聲音頻率越高時(shí)話筒的輸出信號(hào)越強(qiáng)

D.膜片振動(dòng)頻率與聲音頻率無(wú)關(guān)

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】如圖所示，C1、C2是完全相同的兩個(gè)電容器，P是電容器C1兩極板間的一點(diǎn)，在電容器C2

兩極板間插入一塊云母板。閉合開(kāi)關(guān)，電路穩(wěn)定后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。將云母板從C2極板間抽出的過(guò)程，下列說(shuō)法

正確的是()

A．P點(diǎn)電勢(shì)升高

B．電容器C2的電容增大

C．靈敏電流計(jì)中有向右的電流

D．電容器C1兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度變小

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2】微信運(yùn)動(dòng)步數(shù)的測(cè)量是通過(guò)手機(jī)內(nèi)電容式加速度傳感器實(shí)現(xiàn)的。其工作原理可簡(jiǎn)化為如圖所

示，M極板固定，當(dāng)手機(jī)的加速度變化時(shí)，N極板能上下左右運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而改變電容器的電容。將運(yùn)動(dòng)信號(hào)

轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，圖中R為定值電阻。下列說(shuō)法正確的是（）

A.手機(jī)靜止時(shí)，電流表示數(shù)為零、電容器兩極板不帶電

B.N極板向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度不發(fā)生變化

C.N極板向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，電容器的電容減小

D.N極板向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流由b向a流過(guò)電流表

【題型二】i-t圖像面積的應(yīng)用

【典型例題3】如圖甲所示是一種觀察電容器充、放電的實(shí)驗(yàn)電路圖。某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的情況如下：接

通開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使小量程電流表的指針偏轉(zhuǎn)接近滿刻度，記下此時(shí)電流表的示數(shù)是I0＝490

μA，電壓表的示數(shù)U0＝6.0V，I0、U0分別是電容器放電時(shí)的初始電壓和電流。斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，

每隔5s測(cè)一次電流I的值，將測(cè)得數(shù)據(jù)填入表格，并標(biāo)在圖乙坐標(biāo)紙上(時(shí)間t為橫坐標(biāo)、電流i為縱坐標(biāo))，

結(jié)果如圖中小黑點(diǎn)“·”所示。

(1)在圖乙中畫出i－t圖線，圖線與坐標(biāo)軸所圍成面積的物理意義是________________________________。

(2)該電容器電容為_(kāi)_______F(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。

(3)若某同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)把電壓表接在F、D兩端，則電容的測(cè)量值比它的真實(shí)值________(填“大”“小”或“相

等”)。

【典型例題4】電容器是一種重要的電學(xué)元件，在電工、電子技術(shù)中應(yīng)用廣泛．使用圖甲所示電路觀察電容

器的充、放電過(guò)程．電路中的電流傳感器與計(jì)算機(jī)相連，可以顯示電路中電流隨時(shí)間的變化關(guān)系．圖甲中

直流電源電動(dòng)勢(shì)E＝8V，實(shí)驗(yàn)前電容器不帶電．先使S與“1”端相連給電容器充電，充電結(jié)束后，使S

與“2”端相連，直至放電完畢．計(jì)算機(jī)記錄的電流隨時(shí)間變化的i－t曲線如圖乙所示．

(1)乙圖中陰影部分的面積S1________S2；(選填“>”“<”或“＝”)

(2)計(jì)算機(jī)測(cè)得S1＝1203mA·s，則該電容器的電容為_(kāi)_______F；(保留兩位有效數(shù)字)

(3)由甲、乙兩圖可判斷阻值R1________R2.(選填“>”“<”或“＝”)

q

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3】電荷的定向移動(dòng)形成電流，電流表示單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量，即I。圖甲

t

是研究電容器充、放電過(guò)程中電壓和電流隨時(shí)間變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)電路圖，按圖甲連接好實(shí)驗(yàn)器材，根據(jù)實(shí)

驗(yàn)步驟，回答下列問(wèn)題：

（1）先接通開(kāi)關(guān)K1，給電容器充電，然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K1，再閉合開(kāi)關(guān)K2，電容器放電，電阻R中電流的方

向?yàn)開(kāi)__________（選填“a到b”或“b到a”）；

（2）閉合開(kāi)關(guān)K2的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，通過(guò)計(jì)算機(jī)在同一坐標(biāo)系中描繪出電壓U和電流I隨放電時(shí)間t的變化

圖線，如圖乙所示。圖中電流I隨時(shí)間t的變化圖線與坐標(biāo)軸圍成的陰影面積的物理意義是___________，

圖中陰影面積S1與陰影面積S2的比值是___________；

（3）若用計(jì)算機(jī)測(cè)得圖中陰影面積S1=916.13mA?s，則該電容器的電容為_(kāi)__________F。（結(jié)果保留兩位

有效數(shù)字）

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練4】在“觀察電容器的充、放電現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中，所用器材如下：電池、電容器、電阻箱、定值電

阻、小燈泡、多用電表、電流表、秒表、單刀雙擲開(kāi)關(guān)以及導(dǎo)線若干。

（1）用多用電表的電壓擋檢測(cè)電池的電壓。檢測(cè)時(shí)，紅表筆應(yīng)該與電池的___________（填“正極”或“負(fù)

極”）接觸。

（）某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如圖（）所示。先將電阻箱的阻值調(diào)為，將單刀雙擲開(kāi)關(guān)與“”端相接，

2aR1S1

記錄電流隨時(shí)間的變化。電容器充電完成后，開(kāi)關(guān)S再與“2”端相接，相接后小燈泡亮度變化情況可能是

___________。（填正確答案標(biāo)號(hào)）

A．迅速變亮，然后亮度趨于穩(wěn)定

B．亮度逐漸增大，然后趨于穩(wěn)定

C．迅速變亮，然后亮度逐漸減小至熄滅

（3）將電阻箱的阻值調(diào)為R2(R2R1)，再次將開(kāi)關(guān)S與“1”端相接，再次記錄電流隨時(shí)間的變化情況。

兩次得到的電流I隨時(shí)間t變化如圖（b）中曲線所示，其中實(shí)線是電阻箱阻值為_(kāi)__________（填“R1”或

“R2”）時(shí)的結(jié)果，曲線與坐標(biāo)軸所圍面積等于該次充電完成后電容器上的___________（填“電壓”或“電

荷量”）。

【題型三】其它圖像問(wèn)題

【典型例題5】電容器作為儲(chǔ)能器件，在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用。對(duì)給定電容值為C的電容器充電，無(wú)論

采用何種充電方式，其兩極間的電勢(shì)差u隨電荷量q的變化圖像都相同。

(1)請(qǐng)?jiān)趫D1中畫出上述u-q圖像。類比直線運(yùn)動(dòng)中由v-t圖像求位移的方法，求兩極間電壓為U時(shí)電容器所

儲(chǔ)存的電能Ep。

(2)在如圖2所示的充電電路中，R表示電阻，E表示電源(忽略內(nèi)阻)。通過(guò)改變電路中元件的參數(shù)對(duì)同一電

容器進(jìn)行兩次充電，對(duì)應(yīng)的q-t曲線如圖3中①②所示。

a．①②兩條曲線不同是________(選填“E”或“R”)的改變?cè)斐傻模?/p>

b．電容器有時(shí)需要快速充電，有時(shí)需要均勻充電。依據(jù)a中的結(jié)論，說(shuō)明實(shí)現(xiàn)這兩種充電方式的途徑。

(3)設(shè)想使用理想的“恒流源”替換(2)中電源對(duì)電容器充電，可實(shí)現(xiàn)電容器電荷量隨時(shí)間均勻增加。請(qǐng)思考

使用“恒流源”和(2)中電源對(duì)電容器的充電過(guò)程，填寫下表(選填“增大”“減小”或“不變”)。

“恒流源”(2)中電源

電源兩端電壓

通過(guò)電源的電流

【典型例題6】在測(cè)定電容器電容的實(shí)驗(yàn)中，將電容器、電壓傳感器、阻值為3kΩ的電阻R、電源、單刀雙

擲開(kāi)關(guān)按圖甲所示電路圖進(jìn)行連接。先使開(kāi)關(guān)S與1端相連，電源向電容器充電，充電完畢后把開(kāi)關(guān)S擲

向2端，電容器放電，直至放電完畢。實(shí)驗(yàn)得到的與電壓傳感器相連接的計(jì)算機(jī)所記錄的電壓隨時(shí)間變化

的u-t曲線，如圖乙所示，圖丙為由計(jì)算機(jī)對(duì)圖乙進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后記錄的“峰值”及曲線與時(shí)間軸所圍“面

積”。

(1)根據(jù)圖甲所示的電路，觀察圖乙可知：充電電流與放電電流方向________(選填“相同”或“相反”)，大

小都隨時(shí)間________(選填“增大”或“減小”)。

(2)該電容器的電容值為_(kāi)_______F。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(3)某同學(xué)認(rèn)為：仍利用上述裝置，將電壓傳感器從電阻兩端改接在電容器的兩端，也可以測(cè)出電容器的電

容值。請(qǐng)你分析并說(shuō)明該同學(xué)的說(shuō)法是否正確。

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練5】電容器儲(chǔ)能已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車，風(fēng)光發(fā)電儲(chǔ)能，電力系統(tǒng)中電能質(zhì)量調(diào)節(jié)。電容器儲(chǔ)

能的原理是，當(dāng)電容器充電后，所帶電荷量為Q，兩極板間的電勢(shì)差為U，則板間儲(chǔ)存了電能。如圖是電

容為C的電容器兩極板間電勢(shì)差u和所帶電荷量q的uq圖像，則（）

A.該電容器的電容C隨電荷量q增大而增大

B.圖像中直線的斜率等于該電容器電容C

C.電源對(duì)該電容器充電為Q時(shí)，電源對(duì)該電容器做的功為QU

Q2

D.電源對(duì)該電容器充電為Q時(shí)，該電容器儲(chǔ)存的電能為

2C

【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練6】某同學(xué)利用圖(a)所示電路測(cè)量電容器充電時(shí)兩極板間的電壓隨時(shí)間的變化。實(shí)驗(yàn)中使用的器

材為：電池E(內(nèi)阻很小)、開(kāi)關(guān)S1和S2、電容器C(約100μF)、電阻R1(約200kΩ)、電阻R2(1kΩ)、電壓表

V(量程6V)、停表、導(dǎo)線若干。

(1)按圖(a)所示的電路原理圖將圖(b)中實(shí)物圖連接起來(lái)。

(2)先閉合開(kāi)關(guān)S2，再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2；閉合開(kāi)關(guān)S1，同時(shí)按下停表開(kāi)始計(jì)時(shí)。若某時(shí)刻電壓表的示數(shù)如圖(c)

所示，電壓表的讀數(shù)為_(kāi)_____V(保留2位小數(shù))。

(3)該同學(xué)每隔10s記錄一次電壓表的讀數(shù)U，記錄的數(shù)據(jù)如下表所示。在給出的坐標(biāo)紙上繪出U-t圖線。

已知只有一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)誤差較大，該數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間是________s。

時(shí)間t/s10.020.030.040.050.060.0

電壓U/V2.143.454.234.515.005.18

(4)電路中C、R2和S2構(gòu)成的回路的作用是____________________________________

________________________________________________________________________。

05強(qiáng)化訓(xùn)練

01

【基礎(chǔ)強(qiáng)化】

1．在“用傳感器觀察電容器的充放電過(guò)程”實(shí)驗(yàn)中，按圖甲所示連接電路。電源電動(dòng)勢(shì)為8.0V，內(nèi)阻可

以忽略。單刀雙擲開(kāi)關(guān)S先跟2相接，某時(shí)刻開(kāi)關(guān)改接1，一段時(shí)間后，把開(kāi)關(guān)再改接2，實(shí)驗(yàn)中使用了電

流傳感器來(lái)采集電流隨時(shí)間的變化情況。

甲

乙

(1)開(kāi)關(guān)S改接2后，電容器進(jìn)行的是______(選填“充電”或“放電”)過(guò)程。此過(guò)程得到的I－t圖像如圖

乙所示，圖中用陰影標(biāo)記的狹長(zhǎng)矩形的面積的物理意義是____________________。如果不改變電路其他參

數(shù)，只減小電阻R的阻值，則此過(guò)程的I－t曲線與坐標(biāo)軸所圍成的面積將________(選填“減小”“不變”

或“增大”)。

(2)若實(shí)驗(yàn)中測(cè)得該電容器在整個(gè)放電過(guò)程中釋放的電荷量Q＝3.44×10－3C，則該電容器的電容為

________μF。

(3)關(guān)于電容器在整個(gè)充、放電過(guò)程中的q－t圖像和UAB－t圖像的大致形狀，可能正確的有________(q為電

容器極板所帶的電荷量，UAB為A、B兩板的電勢(shì)差)。

2.（多選）如圖所示，電源E對(duì)電容器C充電，當(dāng)C兩端電壓達(dá)到80V時(shí)，閃光燈瞬間導(dǎo)通并發(fā)光，C放

電．放電后，閃光燈斷開(kāi)并熄滅，電源再次對(duì)C充電．這樣不斷地充電和放電，閃光燈就周期性地發(fā)光．該

電路（）

A．充電時(shí)，通過(guò)R的電流不變

B．若R增大，則充電時(shí)間變長(zhǎng)

C．若C增大，則閃光燈閃光一次通過(guò)的電荷量增大

D．若E減小為85V，閃光燈閃光一次通過(guò)的電荷量不變

3.利用如圖所示電路觀察電容器的充、放電現(xiàn)象，其中E為電源，R為定值電阻，C為電容器，A為電流表，

V為電壓表．下列說(shuō)法正確的是()

A．充電過(guò)程中，電流表的示數(shù)逐漸增大后趨于穩(wěn)定

B．充電過(guò)程中，電壓表的示數(shù)迅速增大后趨于穩(wěn)定

C．放電過(guò)程中，電流表的示數(shù)均勻減小至零

D．放電過(guò)程中，電壓表的示數(shù)均勻減小至零

4.如圖為研究電容器充、放電現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路圖，開(kāi)始電容器不帶電。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，首先將開(kāi)關(guān)S合向1，

這時(shí)觀察到靈敏電流計(jì)G有短暫的示數(shù)，這說(shuō)明電路中有電流流過(guò)，這個(gè)過(guò)程叫作________，經(jīng)過(guò)這一過(guò)

程，電容器的兩極板就會(huì)帶上等量的異號(hào)電荷，其上極板帶________電荷(選填“正”或“負(fù)”)，電路穩(wěn)定

后靈敏電流計(jì)G的示數(shù)為零。當(dāng)把開(kāi)關(guān)S由1合向2時(shí)，有________(選填“自左向右”或“自右向左”)

流過(guò)靈敏電流計(jì)G的短暫電流，這個(gè)過(guò)程叫

________________________________________________________________________。

5.如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)器材主要有電源、理想電壓表V、兩個(gè)理想電流表A1和A2、被測(cè)電解電容器C、滑動(dòng)

變阻器R、兩個(gè)開(kāi)關(guān)S1和S2以及導(dǎo)線若干．

實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：

①按圖甲連接好電路．

②斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，閉合開(kāi)關(guān)S1，讓電池組給電容器充電，當(dāng)電容器充滿電后，讀出并記錄電壓表的示數(shù)U，

然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1.

③斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S1后，閉合開(kāi)關(guān)S2，每間隔5s讀取并記錄一次電流表A2的電流值I2，直到電流消失．

④以放電電流I2為縱坐標(biāo)，放電時(shí)間t為橫坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作出I2－t圖像．

(1)在電容器的充電過(guò)程中，電容器兩極板上的電荷量逐漸____________(選填“增大”或“減小”)，電流表

A1的示數(shù)逐漸____________(選填“增大”或“減小”)．

(2)由I2－t圖像可知，充電結(jié)束時(shí)電容器儲(chǔ)存的電荷量Q＝________C．(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

(3)若步驟②中電壓表的示數(shù)U＝2.95V，則滑動(dòng)變阻器接入電路部分的阻值R＝________Ω.(結(jié)果保留2位

有效數(shù)字)

(4)類比直線運(yùn)動(dòng)中由v－t圖像求位移的方法，當(dāng)電容為C的電容器兩板間電壓為U時(shí)，電容器所儲(chǔ)存的電

能Ep＝________(請(qǐng)用帶有U、C的表達(dá)式表示)．

6.(多選)如圖所示，平行板電容器A、B間有一帶電油滴P正好靜止在極板正中間，現(xiàn)將B極板勻速向下移

動(dòng)到虛線位置，其他條件不變。則在B極板移動(dòng)的過(guò)程中()

A．油滴將向下做勻加速運(yùn)動(dòng)

B．電流計(jì)中電流由b流向a

C．油滴運(yùn)動(dòng)的加速度逐漸變大

D．極板帶的電荷量減少

【素養(yǎng)提升】

7.利用如圖所示電路觀察電容器的充、放電現(xiàn)象，其中E為電源，R為定值電阻，C為電容器，A為電流表，

V為電壓表．下列說(shuō)法正確的是()

A．充電過(guò)程中，電流表的示數(shù)逐漸增大后趨于穩(wěn)定

B．充電過(guò)程中，電壓表的示數(shù)迅速增大后趨于穩(wěn)定

C．放電過(guò)程中，電流表的示數(shù)均勻減小至零

D．放電過(guò)程中，電壓表的示數(shù)均勻減小至零

．如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)為、內(nèi)阻為，的電阻為，電容器的電容為，所有電壓表和

83V2ΩR18Ω600μF

電流表均視為理想電表。在將滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值為8Ω）的滑片由上端緩慢地滑到下端的過(guò)程中，下

列說(shuō)法正確的是（）

A.V1示數(shù)增大，V2示數(shù)減小B.R2消耗的電功率先增大后減小

兩端的最大電壓為電容器極板上增加的電荷量為4

C.R12VD.810C

9.如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻忽略不計(jì)，定值電阻R24Ω,R32Ω,R41Ω。閉合開(kāi)關(guān)S，

當(dāng)電阻箱接入電路的阻值為時(shí)，一帶電微粒恰好懸浮于電容器兩板的正中間位置。已知帶電微粒

R12ΩC

的質(zhì)量為m，電容器C兩極板間的距離為d，重力加速度為g，電源負(fù)極接地，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.帶電微粒帶負(fù)電荷

mgd

B.帶電微粒的電荷量大小為

E

C.帶電微粒的電勢(shì)能為mgd

減小電阻箱接入電路的阻值，懸浮的帶電微粒會(huì)向上移動(dòng)

D.R1

10．隨著傳感器技術(shù)的不斷進(jìn)步，傳感器在中學(xué)實(shí)驗(yàn)室逐漸普及．某同學(xué)用電流傳感器和電壓傳感器做“觀

察電容器的充、放電現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)，電路如圖甲所示．

(1)先使開(kāi)關(guān)K與1端相連，電源對(duì)電容器充電，這個(gè)過(guò)程很快完成，充滿電的電容器上極板帶________電；

(2)然后把開(kāi)關(guān)K擲向2端，電容器通過(guò)電阻R放電，傳感器將電流、電壓信息傳入計(jì)算機(jī)，經(jīng)處理后得到

電流和電壓隨時(shí)間變化的I－t、U－t曲線，如圖乙所示；

(3)由圖乙可知，電容器充滿電的電荷量為_(kāi)_______C，電容器的電容為_(kāi)_______F；(保留兩位有效數(shù)字)

(4)若將電路中的電阻換成一阻值更大的電阻，把開(kāi)關(guān)K擲向2端電容器放電，請(qǐng)?jiān)趫D乙的左圖中定性地畫

出I－t曲線．

q

11．電荷的定向移動(dòng)形成電流，電流表示單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量，即I＝。電流傳感器可以

t

像電流表一樣測(cè)量電流，并且可以和計(jì)算機(jī)相連，畫出電流與時(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，圖中電源的電壓為6V。

先使開(kāi)關(guān)S與1接通，待充電完成后，再使開(kāi)關(guān)S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。

(1)下列說(shuō)法正確的是________。

A.電容器充電的過(guò)程中，負(fù)電荷由電源的正極移動(dòng)到電容器的正極板

B.電容器充電的過(guò)程中，電路中的電流不斷增大

C.電容器放電的過(guò)程中，電容器兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)不斷變小

D.電容器放電的過(guò)程中，電容器把儲(chǔ)存的電能轉(zhuǎn)化為電路中其他形式的能量

(2)根據(jù)乙圖中圖線計(jì)算得出電容器放電前所帶的電荷量為_(kāi)_______(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。

12.某同學(xué)用平行板電容器設(shè)計(jì)制作了單電容熱膨脹檢測(cè)儀，原理如圖所示。電容器上極板固定，下極板可

隨材料豎直方向的尺度變化而上下移動(dòng)。閉合開(kāi)關(guān)S，若材料熱脹冷縮，則（）

A.材料溫度降低，極板間電場(chǎng)強(qiáng)度變大

B.滑動(dòng)變阻器滑片向上滑動(dòng)少許可以降低電容器的工作電壓

C.檢測(cè)到靈敏電流計(jì)的電流方向?yàn)閺腶到b，說(shuō)明電容器在充電

D.檢測(cè)結(jié)束，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，靈敏電流計(jì)上有從a到b的短暫電流

13.用圖（a）的電路研究電容器的充放電，電源電動(dòng)勢(shì)為12V（內(nèi)阻忽略不計(jì)）；R1、R2、R3為定值電阻，

其中R2=160Ω；電流傳感器（內(nèi)阻忽略不計(jì)）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。

(1)①閉合開(kāi)關(guān)K2，開(kāi)關(guān)K1與1接通，待充電完成后，再與2接通，電容器放電的I-t圖像如圖（b）中的圖

線I，圖線I與時(shí)間軸圍成的“面積”為S1，其物理意義是；

②斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K2，開(kāi)關(guān)K1與1接通，待充電完成后，再與2接通，電容器放電的I-t圖像如圖（b）中的圖線

II，圖線II與時(shí)間軸圍成的“面積”為S2，理論上應(yīng)該有S1S2（選填“>”“<”或“=”）；

(2)測(cè)得S1為2.64mA?s，由此可知電容器的電容C=μF，定值電阻R3=Ω；開(kāi)關(guān)K2閉合時(shí)，

電容器放電過(guò)程中通過(guò)R3的電量為C。

14.如圖甲是研究電容器電容大小的電路圖。電壓傳感器（內(nèi)阻可看作無(wú)窮大）可以實(shí)時(shí)顯示A、B間電壓

大小，電流傳感器（內(nèi)阻可看作零）可實(shí)時(shí)顯示出電流大小。連接好電路檢查無(wú)誤后進(jìn)行了如下操作：

①將S撥至2，接通足夠長(zhǎng)的時(shí)間直至A、B間電壓等于零；

②將S撥至