电容器充放电及RC暂态过程教学体会
rlc电路暂态过程实验报告
rlc电路暂态过程实验报告实验目的：通过实验观察RLC电路的暂态过程，了解电路中电感、电容和电阻的作用。
实验原理：RLC电路是由电感、电容和电阻组成的串联电路。
在电路中加入直流电源后，电路中的电流和电压会随着时间的变化而发生变化，这种变化过程称为暂态过程。
在暂态过程中，电路中的电流和电压会经历一定的变化过程，最终趋于稳定。
实验装置：实验中使用的装置包括直流电源、电感、电容和电阻等元件，以及示波器、万用表等测量仪器。
实验步骤：1. 将电感、电容和电阻按照串联电路的连接方式连接好，并接入直流电源。
2. 使用示波器观察电路中电流和电压随时间的变化情况。
3. 测量电路中电流和电压的大小，并记录下相应的数据。
实验结果与分析：在实验中观察到，当电路中加入直流电源后，电流和电压会随着时间的变化而发生变化。
首先，电路中的电流和电压会出现瞬态过程，即在刚接通电源时，电流和电压会迅速增大，然后逐渐趋于稳定。
这是由于电感和电容的作用，在电路刚接通电源时，会出现电感和电容的充电和放电过程，导致电流和电压的变化。
通过测量和观察实验数据，可以得出电路中电感、电容和电阻的作用。
电感在电路刚接通电源时会抵抗电流的变化，导致电流变化缓慢；电容则会导致电压的变化缓慢；而电阻则会影响电路中电流和电压的大小。
结论：通过实验观察RLC电路的暂态过程，我们了解了电感、电容和电阻在电路中的作用。
在电路中加入直流电源后，电路中的电流和电压会经历一定的变化过程，最终趋于稳定。
这些变化过程是由电感、电容和电阻共同作用的结果。
通过实验，我们对RLC电路的暂态过程有了更深入的了解。
RLC串联电路的暂态过程实验报告
RLC 串联电路的暂态过程实验报告【实验目的】1、研究当方波电源加于RC 、RL 串联电路时产生的暂态放电曲线及用示波器测量电路半衰期的方法，加深对电容充、放电规律的认识。
2、观察当方波电源加于RLC 串联电路时产生的阻尼衰减振荡的特性及测量方法。
【试验仪器】信号发生器、双踪数字存储示波器、电阻、电感、电容、导线若干、面包板【实验原理】1. 数字示波器可以观察由信号发生器产生的波形.2. 在由电阻R 及电容C 组成的直流串联电路中，暂态过程即是电容器的充放电过程.充电时)1(τt c e E U --=；放电时，τtc e E U -=·.其中，τ为时间常数，且RC =τ.取对数作出相关图像拟合直线可以求得τ.3. 在由电阻R 、电容C 及电感L 组成的直流串联电路中，根据电阻R 阻值的不同，暂态过程有三种状态，即：欠阻尼、临界阻尼和过阻尼.【实验步骤】1、RC ：（1）选择合适的R 和C 值，根据时间常数，选择合适的方波频率，一般要求方波的周期T ＞10 ，这样能较完整地反映暂态过程，并且选用合适的示波器扫描速度，以完整地显示暂态过程。
（2）把方波信号发生器、电阻R 、电容C ，示波器按图1接线。
（2）选取不同的电阻R ，观察UC 的波形。
并记录二组电阻和电容取不同值时UC 的波形（可拍照反映其差别）。
（4）测量相应的二组半衰期T1/2，求出τ和R 的实验值，并与理论值R 进行比较。
2、RLC ：（1）根据实验选用的电容和电感的值，算出临界电阻的阻值 。
（2）按图3接线,观测欠阻尼状态和过阻尼状态下电容上Uc 的波形。
（拍照）五、实验结果临界0.022uF 10mH 2000Ω六、实验分析示波器要选择合适的扫描速率档位和衰减档位，以显示恰当的波形。
使用双踪示波器要正确接线，注意两通道的接地点应该位于线路的同一点，否则会引起部分电路短路。
接线时要注意信号源和示波器共地。
若图像有分叉、平移或跳动现象，请调节“释抑”和“电平”开关使之稳定误差分析：1. 欠阻尼振荡状态下的电感和电容存在着附加损耗电阻，并且其阻值随着振荡频率的升高而增大．故实际上电路中的等效阻值大于R与用万用表测出的电感阻值之和,故实际测出的时间常数会偏小.2. 数字示波器记录的数据精确度有限，例如对于RC电路，R=1kΩ的情况，时间的最小精度为0.000004s，电压的最小精度为0.004v；且有时无法显示细微的区别，可能会出现多个时间对应同一个电压值的情况.3. 数字示波器系统存在内部系统误差.4. 外界扰动信号会对示波器产生影响.5. 电器元件使用时间过长，可能造成相应的参数有误差，例如定值电阻阻值可能变大.6. 电源电压不稳定.。
《电容器的充电和放电》教学设计完美版(可编辑修改word版)
《电容器的充电和放电》教学设计刘国钧职教中心余萍一、教学设计的基本出发点1、注重问题情景的创设，促成学生真正地成为学习的主体。
《电工基础》学习的主要目的不仅仅是学习《电工基础》中知识性的内容，更重要的是让学生学会学习，学会探索，形成良好的学习方法。
意义是不能给予的，只能靠主动发现。
注重问题情景的创设，唤起学习者强烈的好奇心和旺盛的求知欲，真正地成为学习的主体。
2、重视学生参与教学活动，关注学生的情感体验。
本节课所设计的教学活动让学生参与其中，利用学生的生活经验和体验来帮助化解学习中的难点，化抽象为具体，让学生由浅入深，学习起来很轻松，并感觉到触类旁通的学习乐趣。
这样不仅让学生十分清晰地理解电容器的充放电中电压、电流的变化，还将让学生产生浓厚的学习兴趣。
3、注重将理论与实际应用有机结合，从而降低抽象知识的学习的难度，体现应用性。
富有探索性的《电工基础》学习实践活动是发现电学现象背后意义的关键，亦是《电工基础》素养形成的过程。
在教学过程中强调学生的实践，如：操作演示实验、动手检测电容。
这些不仅让学生增强了理论联系实际的能力，还提高了动手操作能力和科学探究能力。
二、教材分析1、教材的地位及作用本节课选自全国中学职业教育国务院规划教材（周绍敏）主编的《电工基础》2001.7 月第一版第四章第三节。
电容器是电路的基本元件之一，在电力系统作为功率因数的补偿元件；在电子电路中作为滤波、耦合、隔直元件；在机械加工中，用来产生电火花加工，因此电容器是一种应用非常广泛的电工元件。
而以上功能主要源于电容器的充、放电特性。
所以这部分知识既具有其独立性，又有其延展性，是后续学习的一个支点。
2、教学目标及确立目标的依据（1）知识目标 :① 能说出何为电容器的充、放电。
② 能分析并判断电容器充、放电过程中的电流、电压的变化规律，能说出电流与电压的关系表达式。
③会进行电容器质量的判别。
（2）能力目标：通过学生对实验的观察和研究，以及亲自动手实验来提高学生的动手能力、科学探究能力、抽象思维能力和理论联系实际的能力。
长江大学物理实验报告RC,RLC电路的暂态过程
大学物理课题RC、RLC电路的暂态过程教学目的 1、观察RC电路的暂态过程，理解时间常数τ的意义。
2、观察RLC串联电路的暂态过程及其阻尼震荡规律。
重难点 1、观察RC电路的暂态过程，理解时间常数τ的意义；学会测量RC暂态过程半衰期的方法，并由此求出时间常数τ。
观察RLC串联电路的暂态过程及其阻尼震荡规律。
2、理解当L、C一定时，R值的不同导致RLC电路出现三种不同的阻尼震荡的原因。
教学方法讲授与实验演示相结合。
学时 3学时。
一．前言RC串联电路与直流电源相接，当接通电源或断开电源的瞬间将形成电路充电或放电的瞬态变化过程，这瞬态变化快慢是由电路各元件量值和特性决定的，描述瞬态变化快慢的特性参数就是放电电路的时间常数或半衰期。
本实验主要研究当方波电源加于RC串联电路时产生的RC瞬态放电曲线及用示波器测量电路半衰期的方法；同时还要了解方波电源加于RLC串联电路时产生的阻尼衰减震荡的特性及测量方法。
二．实验仪器FB318型RLC电路实验仪，双踪示波器。
三．实验原理1、RC电路的瞬态过程电阻R与纯电容C串联接于阻为r的方波信号发生器中，用示波器观察C上的波形。
在方波电压值为U0的半个周期时间，电源对电容C充电，而在方波电压为零的半个周期，电容器捏电荷通过电阻（R+r）放电。
充放电过程如图所示，电容器上电压U C随时间t的变化规律为U C= U0[1-e-t/(R+r)c] (充电过程) （1）测RC充放电电路tRC放电曲线U C= U0e-t/(R+r)c（放电过程）（2）式中，(R+r)c称为电路的时间常数（或弛豫时间）。
当电容C上电压在放电时由U C减少到U0/2时，相应经过的时间成为半衰期T1/2，此时T 1/2=（R+r ）c ㏑2=0.693（R+r ）c (3) 一般从示波器上测量RC 放电曲线的半衰期比测弛豫时间要方便。
所以，可测量半衰期T 1/2，然后，除以㏑2得到时间常数（R+r ）c 。
暂态电路的分析—RC充放电电路
电容电压 u C (t ) 及电流 iR 2 (t ) 。
由电容放电规律可知 :
uC Aet / uC (0 )e t / 6e
10
t
3
V
电阻R2上的电流为 ：
10
iR 2
t
duC
iC C
2e 3 mA
dt
图6
RC放电电路（零状态响应）
小结
理解RC电路放电过程的暂态分析。
路把矩形脉冲变换为尖脉冲，作
为触发信号。
必须指出，如果不满足τ<<ttp
条件，尽管RC电路形式一样，但
输出电压不是尖脉冲，电路则成
图2 τ<<ttp时UO和UC的波形
为一般的阻容电路。
微分电路与积分电路
✓ 积分电路
如果将图电路中电阻R和电容器C对调，即把电容器两端电压作为输出电压，
并且电路的时间常数τ>>tp，则此时的电路便成为一个积分电路，如图3所示。
掌握电容电压的计算。
掌握电路中其他元器件电压、电流的计算。
01
换路定律
02
RC电路的暂态分析
03
RL电路的暂态分析
02
✓ 微分电路
微分电路与积分电路
✓ 积分电路
微分电路与积分电路
微分电路与积分电路是矩形
脉冲激励下的RC电路。若选取
不同的时间常数，可构成输出
电压波形与输入电压波形之间
的特定（微分或积分）的关系。
（t≥0）
du
U t /
iC C
e (t 应）
t /
u
i
R
Ue
物理实验心得体会精选范文5篇
物理实验心得体会精选范文5篇（实用版）编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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RC串联电路的暂态和稳态过程(实验)
4 | 同济大学物理实验中心
[放电过程] 放电过程中的回路方程：
RC
du dt
+Uc
=
0
(3)
由初始条件 t = 0 时，Uc = E 得解为：
−t
U c = Ee RC
i
=
−
E
−t
e RC
(4)
R
−t
U R = −Ee RC 由式（4）可知，放电过程中，电容电压随时间呈指数规律衰减，如图 4（b）
(9)
将上两式的 B 和 A 值相比得：sinϕ = B
(10)
A
所以，通过测量李萨如图形的 A、B 值，即可算得输入和输出电压的相位差
即相移 φ。 数字示波器显示李萨如图形方法如下（适用于 UTD2052EEL 数字存储示波
器）：
1．按DISPLAY 菜单按键，以调出显示控制菜单。 2．按F2以选择 X-Y 。数字存储示波器将以李萨如 （Lissa jous）图形模式显示该电路的输入输出特征。 3．调整垂直标度和垂直位置旋钮使波形达到最佳效果。 4．应用李萨如图形法观测并计算出相位差。
图 9 RC 暂态过程测量电路
设定电阻箱阻值 R=1.0000K Ω ； C = 0.47µF ，按图 9 连接电路。设定信号 发生器输出信号为方波，输出电压幅值为 1V。调节信号发生器频率由 100hz 至 1000hz，按下 SET TO ZERO 使 CH1 和 CH2 两个通道的波形对 X 轴对称，并相 应调节数字示波器使波形显示合适。仔细观察U c 的波形变化，并分析其成因。（可用
二、实验原理 RC 或 RL 串联电路中，电路中的电压和电流随电源作恒定的周期性变化,电
路的这种状态称为稳态过程。然而这种具有储能元件（C 或 L）的电路在电路接 通、断开，或电路的参数、结构、电源等发生改变时，电路从一个稳态经过一定 时间过渡到另一新的稳态,这一过程称为暂态过程。描述暂态过程变化快慢的特 性参数常用时间常数或半衰期表示，由电路中各元件的量值和特性决定。通过对 暂态过程的研究，有助于了解电子技术中常用到的耦合电路、积分电路、微分电 路、隔直电路、延时电路等电路设计的原理，了解电路的暂态特性也有助于电路 设计的合理化，避免电源在接通和断开的瞬间产生过大的电压或电流而造成电器 设备和元器件的损坏现象的发生。
RC电路暂态过程研究
RC电路暂态过程研究一、内容概括本文《RC电路暂态过程研究》主要探讨了RC电路在暂态过程中的行为特性及其相关机制。
文章首先介绍了RC电路的基本概念、构成及其在实际应用中的重要性。
详细阐述了暂态过程的定义、产生原因以及基本特征，为后续研究提供了理论基础。
文章深入分析了RC电路暂态过程的物理机制，包括电阻（R）和电容（C）在电路中的作用，以及它们如何影响电流和电压的暂态变化。
文章还讨论了电路参数如电阻和电容值的变化对暂态过程的影响，进一步揭示了暂态过程的内在规律。
文章通过理论分析和实验验证相结合的方法，研究了RC电路暂态过程的响应特性，包括稳态响应和动态响应。
通过对比实验结果和理论预测，验证了理论模型的准确性和实用性。
文章总结了RC电路暂态过程研究的主要成果，指出了研究中存在的问题和不足，并对未来的研究方向提出了建议。
文章旨在加深对RC电路暂态过程的理解，为相关领域的研究和应用提供有益的参考。
1. 介绍RC电路暂态过程的重要性和应用领域。
RC电路暂态过程作为电路分析中的一个重要领域，具有广泛的应用背景和实际价值。
本文将详细介绍RC电路暂态过程的重要性和应用领域。
从RC电路的基本性质出发，暂态过程是指电路从一个稳态过渡到另一个稳态的过程。
在这个过程中，电路的电压和电流会随时间发生变化，而这种变化规律的掌握对于理解和分析电路至关重要。
研究RC电路的暂态过程有助于深化对电路原理的认识。
接下来是RC电路暂态过程的重要性。
在现代电子技术和电气工程领域，RC电路作为基础的电路类型之一，其暂态过程的研究对于电路设计、性能优化以及故障分析等方面具有极其重要的意义。
在信号处理、滤波器设计、振荡器、放大器反馈回路等领域，RC电路的暂态过程直接影响到电路的性能和稳定性。
深入研究RC电路的暂态过程对于提高电路设计和应用的水平至关重要。
RC电路的暂态过程在诸多实际应用领域有着广泛的应用。
在通信系统中，RC电路用于信号的滤波和整形；在电子设备的电源管理中，RC电路用于去噪和稳定电压；在自动控制系统中，RC电路作为定时和延时元件，实现控制信号的稳定传输。
大学物理实验报告 实验37 RC、RL、RLC电路的暂态过程
大学物理实验教案实验名称：RC、RL、RLC电路的暂态过程1 实验目的1）学会使用数字示波器、信号发生器观测电路的暂态过程。
2）学会观测并选择合适的波形测量电路的时间常数。
3）学会观测并选择合适的波形测量电路半衰期的时间常数。
2 实验仪器实验电路板TDS2002数字存储示波器GFG—8216A函数发生器微型计算机3 实验原理3.1 RC电路电阻R及电容C组成的直流串联电路中，接通或断开电源的瞬间，电容上的电压随时间发生变化。
如图37-1（a）所示，当开关K闭合在位置1时，将对电容C充电直到其电压等于电源的开路电压V0为止；当开关K闭合在位置2时，电容将通过电阻R放电。
其充、放电关系曲线如图37-1（b）所示，这一过程称为瞬态过程。
V在此过程中，电容器C上的电压随时间的变化关系如下：)/1(0eRCtVVC--=（1）(充电过程)；e RCtVVC/-=（2）（放电过程），式中RC称为电路的时间常数（或驰豫时间）。
当V C由V S减小到V S/2时，相应的时间称为半衰期T1/2。
RCRCT693.02ln2/1==如果测出半衰期T1/2，从式中（2）就可以求出时间常数693.02/1TRC=。
3.2 RL电路电阻R及电感L组成的直流串联电路中，接通或断开电源的瞬间，电路中的电流将逐渐增大或减小。
如图37-2（a）所示，当开关闭合在位置1时，电路中的电流随时间t的变化关系为R图37-2)/1(0e I I Lt R -= （3）式中I 0为稳定时的电流强度，R 包括R 1及电感L 的损耗电阻R L 。
当电路中电流达到稳定后，将开关K 闭合在位置2时，电流随时间衰减的关系为式中L/R 称为时间常数（或驰豫时间）半衰期为由图37-2（b ）中可测得T 1/2，从式（3）可求出时间常数693.02/1T R L =。
3.3 实验方法RC 电路1）按图37-5接线。
选择电容μF ，调节函数发生器使其输出方波信号、信号频率为f=500Hz ，电压输出到合适的幅度，R 的电阻值分别调整为1k Ω、20 k Ω、100 k Ω，按动示波器‘AUTOSET ’按钮，调节示波器的Y 轴衰减倍率旋钮（VOLTS/DIV ）及X 扫描速度旋钮（SEC/DIV ），观察示波器显示的波形。
rc暂态电路的研究实验报告
实验报告：暂态电路的研究一、实验目的1. 学习和掌握暂态电路的基本原理和特性。
2. 通过实验观察暂态电路的响应特性和时间演化过程。
3. 分析不同参数对暂态电路的影响，加深对控制参数优化方法的理解。
二、实验原理暂态电路是指电路在某些特定条件下，呈现出非线性的动态特性。
这种特性使得电路在输入信号改变时，会产生一种瞬态的响应，即电路状态在一段时间内发生变化。
常见的暂态电路有RC暂态电路、RL 暂态电路等。
本实验主要研究RC暂态电路。
三、实验步骤1. 准备实验器材：电源、电阻、电容、电感、开关、导线等。
2. 搭建RC暂态电路：将电阻与电容串联，接入电源，通过开关控制电路的通断。
3. 记录实验数据：在电路的不同时间点记录电流、电压等数据。
4. 分析实验数据：根据记录的数据，分析RC暂态电路的响应特性和时间演化过程。
5. 优化控制参数：根据实验结果，调整电阻和电容的值，观察对暂态电路的影响，并优化控制参数。
四、实验结果与数据分析1. 数据记录：在实验过程中，记录了不同时间点的电流和电压数据。
这些数据反映了RC暂态电路在不同时刻的状态。
2. 数据处理：通过对数据的整理和分析，可以画出电流和电压随时间变化的曲线图。
这些曲线图反映了RC暂态电路的响应特性和时间演化过程。
3. 数据解释：通过对比不同电阻和电容下的数据，可以发现控制参数对RC暂态电路的影响。
例如，电阻越大，电流变化越缓慢；电容越大，电压变化越缓慢。
这为优化控制参数提供了理论依据。
五、结论与展望通过本次实验，我们深入了解了RC暂态电路的基本原理和特性，观察了其响应特性和时间演化过程。
同时，实验结果也表明控制参数对RC暂态电路的影响非常重要。
为了更好地应用RC暂态电路，未来我们可以进一步研究不同类型和结构的暂态电路，探索更优的控制参数选择方法。
此外，还可以将暂态电路理论应用于实际工程领域，如电力系统的稳定性分析和控制等。
RC电路的实验报告
RC电路的实验报告RC电路实验报告⼀、实验⽬的与实验仪器1.实验⽬的（1）研究RC电路的暂态过程及RC电路的充放电规律，了解元件参数对过程的影响。
（2）观察正弦电压下RC电路稳态过程中电流和电压的位相关系。
（3）掌握⽰波器和信号发⽣器的作⽤。
2.实验仪器RX7-0型标准电容箱，ZX21型电阻箱，SS-7802⽰波器，GFG-8219A函数信号发⽣器。
⼆、实验原理1.RC电路的暂态过程当电路从⼀个平衡态到另⼀个平衡态，这种从开始变化到逐渐趋于稳态的过程称为暂态过程。
如图，开关合向1，电路充电，此时电路充电⽅程满⾜RC+ Uc = ε由初始条件t=0时，Uc=0，则Uc(t)=ε(1-e-t/RC)，i(t)=e-t/RC；开关合向2，电路放电，此时电路放电过程满⾜RC+ Uc = 0由初始条件t=0时，Uc=ε，则Uc(t)=εe-t/RC，i(t)=e-t/RC由上述充放电⽅程可知：①充放电的快慢由电路时间常数τ=RC的⼤⼩表⽰，τ越⼤，充放电过程越慢；②由充放电暂态曲线可知，在实验过程中对于RC电路充放电过程，通常认为t≥5τ时，充放电过程结束；电路充（放）电⾄电压的⼀半时，所需时间称为半衰期T1/2，可由此测定时间常数τ。
2.时间常数τ对元件端电压Uc、U R波形的影响实际测量中，常利⽤⽰波器动态连续观察RC电路的充放电过程，电源电压开关采⽤周期为T、幅值为U0的⽅脉冲信号代替。
同时可知：（1）当矩形⽅脉冲信号的门宽T k与时间常数τ值数量级相同时，电容器充电所能达到的最⾼电压U cmax不受电源电压影响，放电最低值U cmin也并不是0. ⽽且U cmax、U cmin的值同理论分析值偏差的⼤⼩与矩形波周期T相对于时间常数τ取值相关，当T k>>τ时，这⼀偏差可被忽略。
（2）电阻元件R及电容元件C的端电压U R、U C的波形随RC乘积相对于⽅脉冲周期T（门宽T k）取值的不同⽽有所不同。
rc电路实验总结与体会
rc电路实验总结与体会一、实验目的本次实验的主要目的是通过构建RC电路，了解电容器和电阻器在电路中的作用，并学习如何使用示波器进行测量和分析。
二、实验内容本次实验主要分为两个部分：1.构建RC电路首先，我们需要准备好所需材料，包括一个电容器、一个电阻器、导线和示波器。
然后，根据实验要求，将电容器和电阻器连接起来，在其中加入一定数量的直流稳压源，并将其接入示波器中进行测量。
2.测量和分析在构建好RC电路之后，我们需要使用示波器对其进行测量和分析。
具体来说，我们需要记录下输入信号和输出信号的波形，并计算出它们之间的相位差和幅度比。
三、实验步骤1.准备材料：一个电容器、一个电阻器、导线和示波器。
2.根据实验要求连接好电容器和电阻器，并将其接入直流稳压源中。
3.将RC电路连接到示波器上，并记录下输入信号和输出信号的波形。
4.计算出输入信号与输出信号之间的相位差和幅度比，并对其进行分析。
四、实验结果通过对RC电路的测量和分析，我们得出了以下结论：1.电容器在电路中的作用是存储电荷，并能够对电路中的信号进行滤波。
2.电阻器在电路中的作用是限制电流流过的大小，并能够改变信号的幅度。
3.输入信号和输出信号之间存在一定的相位差和幅度比，这取决于RC 电路的参数以及输入信号的频率。
五、实验体会通过本次实验，我们不仅学习了如何构建RC电路，还学习了如何使用示波器进行测量和分析。
同时，我们也深刻认识到了电容器和电阻器在电路中的重要性，以及它们对信号处理方面所起到的作用。
通过实际操作和数据分析，我们也更加深入地理解了课堂上所学到的知识，并且为今后从事相关领域研究奠定了坚实基础。
《探究电容器的充电、放电作用》 教学设计
《探究电容器的充电、放电作用》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标（1）学生能够理解电容器充电和放电的基本概念。
（2）掌握电容器充电和放电过程中电荷量、电压和电流的变化规律。
（3）学会使用实验仪器测量电容器充电和放电过程中的相关物理量。
2、过程与方法目标（1）通过实验观察和数据分析，培养学生的观察能力、数据处理能力和逻辑思维能力。
（2）经历探究电容器充电和放电过程的实验，提高学生的实验操作能力和解决实际问题的能力。
3、情感态度与价值观目标（1）激发学生对物理学科的兴趣，培养学生的科学探究精神。
（2）培养学生严谨的科学态度和合作精神，体会物理知识在实际生活中的应用。
二、教学重难点1、教学重点（1）电容器充电和放电的过程及特点。
（2）电容器充电和放电过程中电荷量、电压和电流的变化规律。
2、教学难点（1）对电容器充电和放电过程中电流变化规律的理解。
（2）运用所学知识解释电容器在实际电路中的作用。
三、教学方法1、实验探究法通过实验让学生亲身体验电容器的充电和放电过程，观察物理现象，收集数据，从而得出结论。
2、讲授法讲解电容器充电和放电的基本概念、原理和规律，使学生建立起系统的知识框架。
3、讨论法组织学生讨论实验现象和结果，引导学生思考问题，培养学生的合作交流和思维能力。
四、教学资源1、实验器材电容器、电源、电阻、电流表、电压表、示波器、开关、导线等。
2、多媒体课件用于展示电容器的结构、充电和放电过程的动画、实验数据图表等。
五、教学过程1、导入新课（1）展示生活中常见的电容器图片，如手机电池、电脑主板上的电容器等，引导学生思考电容器在电路中的作用。
（2）提问：“电容器是如何储存电荷和释放电荷的呢？”引发学生的好奇心，从而导入新课。
2、新课讲授（1）电容器的结构和工作原理①结合图片和实物，介绍电容器的基本结构，包括两个极板和中间的绝缘介质。
②讲解电容器的工作原理：当电容器与电源相连时，电源的正极向电容器的正极板充电，电源的负极向电容器的负极板充电，电容器两极板上就会储存等量的异种电荷。
《探究电容器的充电、放电作用》 学历案
《探究电容器的充电、放电作用》学历案一、学习目标1、理解电容器充电和放电的基本概念。
2、掌握电容器充电和放电过程中电流、电压的变化规律。
3、能够通过实验观察和分析电容器的充电、放电现象。
4、了解电容器在实际生活和电子电路中的应用。
二、学习重难点1、重点（1）电容器充电和放电的过程及特点。
（2）电容器充电和放电过程中电流、电压的变化规律。
2、难点（1）对电容器充电和放电过程中电场能和电能相互转化的理解。
（2）运用相关知识解释实际电路中电容器的工作原理。
三、知识回顾1、什么是电场？电场是存在于电荷周围的一种特殊物质，它对放入其中的电荷有力的作用。
2、电流的定义是什么？电荷的定向移动形成电流，其大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量。
3、电压的作用是什么？电压是使电路中形成电流的原因，它促使电荷在电路中定向移动。
四、引入新课在我们的日常生活中，电子设备如手机、电脑等都离不开电容器。
那么，电容器究竟是如何工作的呢？它的充电和放电又有着怎样的作用呢？让我们一起来探究吧！五、电容器的基本概念1、定义电容器是一种能够储存电荷的电子元件。
2、构造常见的电容器由两个彼此绝缘又相互靠近的导体极板组成，中间填充绝缘物质（电介质）。
3、电容器的符号4、电容器的电容（1）定义：电容器所带电荷量 Q 与电容器两极板间的电压 U 的比值，叫做电容器的电容，用 C 表示。
（2）公式：C ＝ Q ／ U（3）单位：法拉（F），常用的单位还有微法（μF）和皮法（pF）。
六、电容器的充电过程1、实验装置准备一个电容器、电源、开关、电流表和电压表。
2、实验过程（1）连接电路，闭合开关。
（2）观察电流表和电压表的示数变化。
3、现象分析（1）刚开始充电时，电流较大，随着充电的进行，电流逐渐减小，最终趋近于零。
（2）电容器两极板间的电压逐渐增大，最终达到电源电压。
4、充电原理当电源接通时，电源的正极将正电荷输送到电容器的一个极板上，电源的负极将负电荷输送到电容器的另一个极板上，从而在电容器的两个极板上分别积累了等量的异种电荷，电容器被充电。
RC、RLC交流电路的暂态特性研究的教学探讨-4页精选文档
RC、RLC交流电路的暂态特性研究的教学探讨基金项目：本文系郑州轻工业学院项目（项目编号：2010BSJJ030）的研究成果。
因此，研究暂态过程的目的就是认识和掌握这种客观存在的物理现象的规律，在生产上既要充分利用暂态过程的特性，同时也必须预防它所产生的危害。
引导学生进行交流电路暂态特性的研究，不仅使学生对交流电路的暂态特性有初步的认识与理解，并且实验过程中会涉及到示波器的使用，可以加深学生对示波器的认识和使用，为以后的学习、工作打下良好的基础。
本实验需要具备一定的综合性知识，由于部分学生利用综合知识的能力欠缺，在实验过程中会出现多种问题，不能达到实验的目的。
因此，指导老师需要针对实验过程存在的问题进行深入研究，掌握实验技巧和方法。
本文就作者在教学实践过程中遇到的问题及解决方法进行讨论。
一、实验的主要内容及步骤电压由一个值跳变到另一个值时称为“阶跃电压”。
在阶跃电压作用下，电阻、电容和自感线圈组成的电路的状态会由一个平衡态跳变到另一个平衡态，这一转变过程称为暂态过程。
[1，2]在此期间电路中的电流及电容、自感线圈上的电压呈现出规律性的变化，称为电路的暂态特性。
这一过程主要由电容、自感线圈、电阻的特性所决定。
1.实验内容本实验由浅入深，先从简单的RC串联电路开始研究其暂态特性，然后在RC电路的基础上进行RLC串联电路的暂态特性研究。
该实验的主要内容是：（1）观测RC串联电路在不同的时间常数下的暂态过程曲线，分析波形变化规律，理解时间常数τ的物理意义；（2）观测RLC串联电路不同阻尼状态的暂态过程的阻尼振荡规律，用示波器测量欠阻尼时的振荡周期和时间常数。
实验中选择方波作为信号源进行实验，以普通示波器进行观测。
2.实验步骤（1）RC串联电路的实验步骤：1）RC串联电路的连接；2）交流方波电源幅值与频率调节；3）选择合适的R、C值，确定时间常数；4）选用合适的示波器扫描速度，通过示波器观测RC电路不同时间常数下UC或UR 随时间的变化曲线，研究时间常数对波形的影响规律。
电容器充放电及RC暂态过程教学体会
电容器充放电及RC暂态过程教学体会摘要：本文围绕电容器充放电及RC暂态过程课程的教学实施，从四个方面探讨了如何提升教学效果、实现教学目标。
关键词：电容器充放电及RC暂态过程教学体会电容器在电工和电子技术中应用很广泛，其具有储存电场能量的性质，体现为充放电性质。
了解电容器的充放电过程及其规律，对熟悉和掌握含有电容器的电路具有重要意义。
而暂态过程是学生新接触到的一个概念，讨论和掌握RC暂态过程的特点，也成为这部分教学内容的难点之一。
一、紧紧围绕实验，注意培养学生的观察、分析能力在教材中，先介绍了电容器充放电的演示实验，其实验电路如图1所示。
图1 电容器充放电电路在讲授时，笔者先把每个实验的元件写在黑板上，然后写出观察现象的时间段、条件。
元件：E1 R1 PA1 PV C HL PA2 R2条件：（1）S合到1位置的瞬间。
待观察实际现象HL1的亮度由亮逐渐变暗PA1读数变化由某一数值I逐渐减小到0PV读数变化由0逐渐增大到UC≈E条件：（2）S合到2位置的瞬间。
待观察实际现象HL的亮度由亮逐渐变暗PA2读数变化由某一数值I逐渐减小到0PV读数变化由某一数值逐渐减小到0同时，笔者要求学生仔细观察表读数的变化过程，重点强调变化过程。
通过实际观察到的现象，让学生认识到电容器的充放电确实是一个过程，不是突变的，而是渐变的，为讲解暂态过程及对时间常数的理解打下了认识的基础。
为什么电容器在充电过程中，电流会由大变小最后降为零，而电压却由零逐渐增大，并经过一段时间近似等于电源电压呢？这是由于开关置于“1”位置时，电容器两极板间的电压为0，与电源正极间存在着较大的电位差，所以开始充电时电流最大，灯泡也最亮。
随着充电的进行，电容器两极板间的电压逐渐上升，与电源正极间的电位差随之减小，充电电流越来越小，当电容器A极板上的电压与电源正极的点位相等时电流为0，此时UC≈E，充电过程结束。
在这个过程中，虽然时间很短，但确实有一个过程，这个过程持续的时间就是时间常数τ。
RC电路暂态过程研究 实验报告
RC串联电路暂态过程研究教学资料物理实验教学中心RC串联电路暂态过程研究【教学基本要求】1．了解计算机数据采集的基本过程和影响采集精确度的主要因素。
2．掌握RC串联电路充放电的特点，理解充放电过程中的电压变化规律。
3．掌握时间常数、半衰期等基本概念，理解它们如何影响充放电过程。
4．了解RC电路暂态过程研究实验系统的主要功能，熟练操作软件。
【授课提纲】本授课提纲与PowerPoint演示相结合。
1．本实验要掌握的重点内容本实验与其它实验不同，它是一个计算机数据采集实验，目的是学习计算机数据采集在物理实验中的应用，所以本实验并不象其它实验一样重点在于数据的测量与计算，因为这些工作已由计算机帮你完成了。
那么，我们做这样一个实验，我们要掌握的重点是什么呢？●了解计算机数据采集系统的基本构成和数据采集的基本过程。
●认真分析实验结果，深刻理解实验结果所揭示的物理现象，与理论分析是否相符。
●掌握数据处理方法，考虑其它什么场合也能利用计算机数据采集技术。
2．数据采集系统的基本构成和数据采集的基本过程（1）什么是数据采集和数据采集系统“数据采集”是指将被测对象的各种模拟参量（如温度、压力、流量、位移等），通过一定的信号转换过程和数据处理方法转化成数字量后，再由控制器进行存储、处理、显示或打印等操作的过程。
相应的系统成为数据采集系统。
对数据采集的解释：被测对象可以是各种模拟量，如温度、压力、流量、位移等。
信号转换过程指的是通过各种传感元件将各种模拟参量转换成电信号（电流、电压）。
数据处理方法包括信号调理（放大、滤波等）、采样、量化、编码等。
控制器可以是PC，PLC，MCU等。
这些内容稍后将做详细介绍。
（2）数据采集系统的基本构成（结合构成示意图，在PowerPoint上）一般情况下，计算机数据采集系统由传感器，信号预处理电路（如流压转换，放大，滤波/消噪），采集卡或采集器（包括多路模拟开关，输入处理电路，A/D转换，MCU，定时逻辑控制等其它辅助控制电路），接口电路，控制器（计算机、PLC，MCU），输出设备（显示器，打印机，绘图机）（3）数据采集的基本过程（结合构成示意图，在PowerPoint上）●传感器的作用与信号预处理（流压变换，放大，滤波）●数据采集卡（器）的作用●多路模拟开关的作用，A/D转换作用（重点讲），MCU的作用●接口电路的作用，如USB，RS232●计算机的作用，是整个系统的核心控制，是通过编程实现的。
rc电路暂态过程实验报告
实验 1.3 RC 电路的暂态过程实验 1.3.1 硬件实验1. 实验目的（1） 研究一阶 RC 电路的零输入响应、零状态响应和全响应。
（2） 学习用示波器观察在方波激励下，RC 电路参数对电路输出波形的影响。
2. 实验预习要求（1） 分别计算图 1.3.1 ~ 1.3.3 中，电容电压在 t = τ时的 u C (τ)及电路时间常数τ的理论值，填入表 1.3.1 ~ 1.3.4 中。
（2） 掌握微分电路和积分电路的条件。
3. 实验仪器和设备序号 名 称型 号 数 量 1 电路原理实验箱 TPE -DG1IBIT 1 台 2 可跟踪直流稳压电源 SS3323 1 台 3 数字式万用表 VC9802A+ 1 块 4 双通道函数发生器 DG 1022 1 台 5数字示波器DS1052E1 台4. 实验内容及要求（1） 测绘 u C ( t )的零输入响应曲线按图 1.3.1 连接电路，元件参数为 R = 10 k Ω r = 100 Ω，C = 3300 μF ，U S 由 SS3323 型直流稳压电源提供。
注意：电容 C 为电解电容器，正、负极性不能接反（实验箱上各电解电容器的安装极性均为上正下负），否则易造成电容损坏。
R图 1.3.1闭合开关 S ，调整直流稳压电源的输出幅度旋钮，用万用表直流电压档监测电容器 C 上电压 u C ，使其初始值为 10 V 。
打开开关 S ，电容 C 开始放电过程。
在 C 开始放电的同时，按表 1.3.1 给出的电压用手表计时，将测量的时间值记入表 1.3.1。
再将 u C (τ) 对应的时间（此数值即为时间常数τ1）记入表 1.3.2 中。
注意：a) 用万用表直流电压档测量 u C ，用手表计时。
b) 因放电过程开始时较快，建议测量零输入响应的过程分几次进行计时。
将电阻换为 R = 5.6 k Ω，C 不变，测量 u C (τ) 对应的时间τ2，记入表1.3.2。
电容器充放电实验的教学建议
电容器充放电实验的教学建议摘要：高中物理电容器充放电实验设置过于简单，不利于学生的理解，增加了学生学习的难度。
本人从原教材中的实验的不足和建议两个方面，谈谈自己的看法。
关键词：演示实验，不足，建议引言：电容器充放电实验是高中物理人民教育出版社选修3-1第一章第八节电容器的电容中的难点，在教材中占有重要的地位。
这一节是学习静电场后的一个重要应用，也是为以后学习交流电路（电容和电感对交流电的影响）打基础。
因此，学习电容器充放电实验是非常有意义的。
本人对教材中的实验有以下看法和建议:一、教材中电容器充放电演示实验的不足第一，教材中电容器的充放电电路如图所示。
该电路演示电容器的充放电过程，不能观察到任何实验现象，让同学们难以想象电容器的充放电过程到底是怎样的。
此演示实验较抽象，不利于学生的感性认识，增加了学习的难度。
第二，教材中没有讲述电容器的充放电过程电流的大小的动态变化。
在电容器的充放电的过程中，电路中的电流都是逐渐减小的。
如果能把此过程演示出来，对学生理解电容器的充放电是一个很好的感性认识补充。
第三，教材中通过类比的方法讲述了电容器所带电量与电容、电压的关系。
但是，课本没有演示实验，学生缺乏感性认识。
二、电容器充放电演示实验的设计第一，增加感性认识，使同学们知道电容器是容纳电荷的容器。
通过问题的设置，让大家感受到学习电容器的必要性。
（知道干电池放电与电容器放电可能的区别。
）具体演示实验设置如下：演示实验一：先用某物体与4V的学生电源相连，再用此物体与小灯泡相连。
发现小灯泡亮了一下后熄灭，说明该物体可以给小灯泡供电，只不过是发光时间较短（猜测：该物体给小灯泡提供的是瞬时电流）。
演示实验二：先用此电容器与12V的学生电源相连，再用此电容器与一小段细铜丝（可以是电线中的一根细铜丝）相连，发现铜丝被迅速熔化并且火花四射。
实验器材：学生电源一台（没有过载保护的学生电源，防止给电容器充电时，学生电源由于过载保护而自动断电），四个并联的电容器，导线若干，带有接线柱的小灯泡一个以上演示实验的优点：1.使学生感性地意识到电容器是容纳电荷的容器，增加了学生们学习物理的兴趣。
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电容器充放电及RC暂态过程教学体会
作者：霍德华
来源：《职业·下旬》2013年第10期
摘要：本文围绕电容器充放电及RC暂态过程课程的教学实施，从四个方面探讨了如何提升教学效果、实现教学目标。
关键词：电容器充放电及RC暂态过程教学体会
电容器在电工和电子技术中应用很广泛，其具有储存电场能量的性质，体现为充放电性质。
了解电容器的充放电过程及其规律，对熟悉和掌握含有电容器的电路具有重要意义。
而暂态过程是学生新接触到的一个概念，讨论和掌握RC暂态过程的特点，也成为这部分教学内容的难点之一。
一、紧紧围绕实验，注意培养学生的观察、分析能力
在教材中，先介绍了电容器充放电的演示实验，其实验电路如图1所示。
图1 电容器充放电电路
在讲授时，笔者先把每个实验的元件写在黑板上，然后写出观察现象的时间段、条件。
元件：E1 R1 PA1 PV C HL PA2 R2
条件：（1）S合到1位置的瞬间。
待观察实际现象
HL1的亮度由亮逐渐变暗
PA1读数变化由某一数值I逐渐减小到0
PV读数变化由0逐渐增大到UC≈E
条件：（2）S合到2位置的瞬间。
待观察实际现象
HL的亮度由亮逐渐变暗
PA2读数变化由某一数值I逐渐减小到0
PV读数变化由某一数值逐渐减小到0
同时，笔者要求学生仔细观察表读数的变化过程，重点强调变化过程。
通过实际观察到的现象，让学生认识到电容器的充放电确实是一个过程，不是突变的，而是渐变的，为讲解暂态过程及对时间常数的理解打下了认识的基础。
为什么电容器在充电过程中，电流会由大变小最后降为零，而电压却由零逐渐增大，并经过一段时间近似等于电源电压呢？这是由于开关置于“1”位置时，电容器两极板间的电压为0，与电源正极间存在着较大的电位差，所以开始充电时电流最大，灯泡也最亮。
随着充电的进行，电容器两极板间的电压逐渐上升，与电源正极间的电位差随之减小，充电电流越来越小，当电容器A极板上的电压与电源正极的点位相等时电流为0，此时UC≈E，充电过程结束。
在这个过程中，虽然时间很短，但确实有一个过程，这个过程持续的时间就是时间常数τ。
而放电时，在电容器两极板间的电场力的作用下，B极板的负电荷不断与A极板的正电荷中和，因此电容器上的电压不断下降，一段时间后完全中和，UC≈0，此时放电结束。
二、合理安排内容的先后次序
在分析完实验现象的成因后，结合充放电，笔者马上讲解了电容器中的电流。
这是由于两极板上电量的变化，电路中出现了电流，i=δQ/δt，最后推出i=Cδu/δt，电流与电压对时间的变化率成正比，结合充放电过程来理解较容易。
而这部分内容书上是安排在电容器的特点之后讲解的。
经笔者这样改动之后，学生对电容器的隔直通交的特点理解得更容易。
三、注意有机联系，讲解RC电路的暂态过程
有了电容器充放电过程的基础知识，学生对RC电路的暂态过程理解起来较为容易，很容易突破这一学习难点。
所谓暂态，就是一个短暂的中间状态。
这个过程持续的时间长短与电路的参数有关，用时间常数这个量来表示，具体的数量关系为τ=RC，一般认为经过（3～5）τ
的时间，暂态过程结束。
四、利用图像，让学生进一步理解暂态过程中电流、电压的变化特点
教师讲解此部分内容时，结合充放电的i-t、u-t曲线，如图2所示。
图2 电容器充电电压、电流曲线
图3 电容器放电电压、电流曲线
从图像上看，充、放电曲线无限接近时间轴，经过无限长的时间后i=0、u=0，但是经过（3～5）τ的时间就可以基本完成，以后的变化很小，因此一般认为经过（3～5）τ的时间，暂态过程结束，如图3所示。
并且充电和放电的时间常数可能是不同的。
总之，通过这样的教学安排，学生们对这部分内容的学习产生了浓厚的兴趣，笔者也较容易突破教学难点。
同时在教学中教师要引导学生注意观察、分析，培养学生养成实事求是的科学态度，对学生以后的学习、工作会有所帮助，从而达到教书育人的目的。
（作者单位：丹东市技师学院）。