实验电容器的充放电

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第八章静电场实验十观察电容器的充、放电现象

实验十观察电容器的充、放电现象实验原理实验操作注意事项图甲电容器充电图乙电容器放电电容器与电源相连，形成充电电流，随着极板电荷量的增加，充电电流减小。

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，放电电流减小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电荷量乘以方格数。

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＝QU估算出电容器的电容C 。

考点电容器充、放电过程的分析例1(2023·北京市海淀区高三期末)某同学用电流传感器和电压传感器研究电容器的放电情况，按如图1连接电路，实验时，先将开关S与1端相连，待电路稳定后，将开关掷向2端，传感器将信息传入计算机，屏幕上可以显示出电流、电压随时间变化的i－t图线、u－t图线。

图1(1)由图1可知，传感器2应为________传感器(选填“电流”或“电压”)。

(2)计算机屏幕上显示的i－t图线可能为下图中的______，u－t图线可能为下图中的______。

(3)结合屏幕显示的i－t图线、u－t图线信息，可以估算出________。

A.电容器的电容B.电容器储存的电荷量答案(1)电压(2)B D(3)AB解析(1)传感器2与电阻R并联，应为电压传感器。

实验：观察电容器的充放电课件

一、电容器充、放电现象的定性分析
例1 如图4所示实验中，关于平行板电容器的充、放电，下列说法正确的是
√A.开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带正电
B.开关接1时，平行板电容器充电，且上极板带负电 C.开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带正电 D.开关接2时，平行板电容器充电，且上极板带负电
图3
(4)记录好实验结果，关闭电源. 实验记录和分析：
实验项目
实验现象
灯泡的亮度由明到暗最后熄灭 (选填“明”“暗” 灯泡或“熄灭”)
电流表1的读数由大到小最后为零 (选填“大” 电容器充电或“小”)到大 (选电压表填“大”或“小”)最后为_6_V__
图5
先使开关S与1接通，待充电完成后，把开关S再与2接通，电容器通过电阻放电，电流传感器将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的I－t图象如图乙所示.根据图象估算出电容器全部放电过程中释放的电荷量为 3.04×10－3 C，该电容器电容为 507 μF.(均保留三位有效数字)
图4 解析开关接1时，平行板电容器充电，上极板与电源正极相连而带正电，A对， B错；开关接2时，平行板电容器放电，放电结束后上、下极板均不带电，C、D错.
二、电容器充、放电现象的定量计算
例2 电流传感器可以像电流表一样测量电流，不同的是反应比较灵敏，且可以和计算机相连，能画出电流与时间的变化图象.图5甲是用电流传感器观察充、放电过程的实验电路图，图中电源电压为6 V.
实验：观察电容器的充、放电
1.实验原理
(1)电容器的充电过程
如图1所示，当开关S接1时，电容器接通电源，在电场力的
作用下自由电子从正极板经过电源向负极板移动，正极板因

电容器的充放电实验步骤与技巧

电容器的充放电实验步骤与技巧电容器是一种存储电荷的电子元件，广泛应用于各种电子设备中。

了解电容器的充放电实验步骤和技巧对于深入理解电容器的工作原理和性能具有重要意义。

本文将探讨电容器的充放电实验步骤与技巧，帮助读者更好地理解和应用电容器。

首先，进行电容器的充电实验，我们需要准备一台电源、一只电压表、一只电流表和一个电容器。

步骤如下：第一步，将电容器的正极与电源的正极相连，负极与电源的负极相连。

这样，电源就可以提供电流来给电容器充电。

第二步，通过电压表测量电容器的电压。

在充电的过程中，电容器的电压会不断上升，直到达到电源的电压。

第三步，使用电流表测量电容器的充电电流。

电容器的充电电流在一开始会很大，随着充电过程的进行，电流逐渐减小，直到最后变为零。

在进行电容器的充电实验时，有一些技巧可以提供帮助。

首先，应在实验开始之前，确保电容器内部没有残存的电荷。

可以使用一个导线将电容器的两极短接一段时间，以排除其中的电荷。

其次，为了减少实验误差，应使用合适的测量仪器来测量电容器的电压和电流。

选择精确度较高的电压表和电流表，可以提高测量的准确性。

另外，在进行电容器的放电实验时，我们也需要注意一些步骤和技巧。

放电是指将电容器内的电荷耗散掉，使其电压降为零。

放电实验的步骤如下：第一步，确保电容器已经充满电。

可以通过电压表来确认电容器的电压已达到电源的电压。

第二步，断开电容器与电源的连接，使电容器与外部电路断开。

这样，电容器内的电荷将无法得到补充，逐渐耗散。

第三步，使用电压表测量电容器的电压。

在放电过程中，电容器的电压会逐渐降低，直到最后降为零。

与充电实验类似，进行电容器放电实验时也要注意一些技巧。

首先，在实验过程中要保持电容器的连接线路简单，以减少电流的损耗和测量误差。

其次，为了安全起见，应选择合适的放电电阻来限制电流的大小，避免产生过大的电焦热效应，保护电容器和测量仪器。

通过电容器的充放电实验，我们可以更好地理解电容器的基本原理和特性。

试验八电容器充电和放电

实验八电容器充电和放电一、实验目的1. 充电时电容器两端电压的变化为时间函数，画出充电电压曲线图。

2．放电时电容器两端电压的变化为时间函数，画出放电电压曲线图。

3．电容器充电电流的变化为时间函数，画出充电电流曲线图。

4．电容器放电电流的变化为时间函数，画出放电电流曲线图。

5．测量RC电路的时间常数并比较测量值与计算值。

6．研究R和C的变化对RC电路时间常数的影响。

二、实验器材示波器 1台信号发生器 1台电容1μF和2μF 各1个电阻 1kΩ和2kΩ各1个三、实验原理及实验电路图16所示为电容充电放电电压波形测量电路。

图17所示为电容充电放电电流波形测量电路。

在图16和图17所示的RC电路中，时间常数τ可以用电阻R和电容C的乘积来计算。

即τ=RC图16 电容充电放电电压波形测量电路图17电容充电放电电流波形测量电路在电容器充电﹑放电过程中电压和电流都会发生变化，只要在充电或放电曲线图上确定产生总量变化63％所需要的时间，就能测出时间常数。

用电容器充电电压曲线图测量的时间常数的另一种方法是，假定在整个充电期间电容器两端的电压以初充电时的速率持续增加，当增大到充满电的电压值时，这个时间间隔就等于时间常数。

或者用电容器放电电压曲线图来测量，假定在整个放电期间电容器两端的电压以初放电时的速率持续减少，当减少到零时，这个时间间隔也等于时间常数。

图17中流过电阻R的电流I R与流过电容器的电流I C相同，这个电流可用电阻两端的电压U R除以电阻R来计算。

因此I R=I C=U R/R四、实验步骤1.建立如图16所示的实验电路，信号发生器的设置可照图16进行。

2.用鼠标左键单击仿真开关，激活实验电路，双击示波器图标弹出其面板，观察和记录示波器的波形，在U -T坐标上画出电容电压随时间变化的曲线图。

3．根据图16所示的R、C元件值，计算RC电路的时间常数τ。

4．建立如图17所示的实验电路，信号发生器按图17设置。

电容器的充电和放电实验

电容器的充电和放电实验电容器是一种能够储存电荷的装置，它在电子学中扮演着重要的角色。

为了更好地理解电容器的工作原理，我们可以进行一些简单的充电和放电实验。

1. 实验材料和设备准备在进行电容器的充电和放电实验之前，我们需要准备以下材料和设备：- 一个电容器（可以是电解电容器或电介质电容器）- 一个电源（可以是直流电源或电池）- 一根导线- 一个开关- 一个电阻（用于限制电流）- 一个电压表（用于测量电压）2. 充电实验首先，我们将电容器连接到电源的正极，并用导线将其与电源的负极连接起来。

然后，我们将电压表连接到电容器的两端，以便测量电压。

最后，我们将开关关闭，电源开始为电容器充电。

在开始充电后的一段时间内，电容器的电压会逐渐增加。

这是因为电源不断向电容器输送电荷，使得电容器内的电荷量增加。

当电容器的电压达到电源电压时，充电过程停止，电容器被充满。

在充电过程中，我们可以观察到电容器电压随时间的变化。

一开始，电压增加得很快，但随着时间的推移，电压的增加速度逐渐减慢。

这是因为电容器内部的电荷越来越多，电荷之间的斥力也越来越大，使得电荷更难被电源输送到电容器。

3. 放电实验在充电实验完成后，我们可以进行放电实验。

首先，我们将电源与电容器断开，并将电容器两端的导线连接起来，形成一个闭合回路。

然后，我们将电压表连接到电容器的两端，以便测量电压。

最后，我们将开关关闭，电容器开始放电。

在开始放电后的一段时间内，电容器的电压会逐渐降低。

这是因为电容器内的电荷被释放出来，使得电容器内的电荷量减少。

当电容器的电压降低到零时，放电过程停止，电容器被完全放空。

在放电过程中，我们可以观察到电容器电压随时间的变化。

一开始，电压下降得很快，但随着时间的推移，电压的下降速度逐渐减慢。

这是因为电容器内的电荷越来越少，电荷之间的斥力也越来越小，使得电荷更难从电容器释放出来。

4. 实验结果分析通过充电和放电实验，我们可以得到一些有趣的结果。

2020版高考物理复习：实验观察电容器的充、放电现象(共25张) PPT课件图文

的认识。注意区别电解电容器与可变电容器。
9
命题点一
命题点二
充放电过程中电流和电压的变化规律理解及数据测量
典例2(2015·海南单科)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S1和S2、电容器C(约100 μF)、电阻R1(约200
12
命题点一
命题二
(3)该同学每隔10 s记录一次电压表的读数U,记录的数据如下表
所示。在给出的坐标纸上绘出U-t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。
时间 t/s
电压 U/V
10.0
2.14
20.0
3.45
30.0
4.23
40.0
4.51
50.0
5.00
60.0
5.18
后来部门有了提拔晋升的名额，这位姑娘被列入了第一人选，并且全票通过。
她在采访里说：
毕业第一年，许多同学都穿上了好看的衣服，走在了宽敞明亮的写字楼里，对比光鲜亮丽的她们，我却穿着劳保服，每日穿梭在各种不同的机械设备里。
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年轻时，我特别佩服那些不计较金钱、权位、报酬专心工作，认真学习的人，因为不计较钱多钱少肯认真工作的人，往往觉得只要是能从事这份工作，本身就是对他的最大报酬。
听她说完，我尴尬的笑了笑。
其实每一个人都向往这样的成功，但这姑娘却本末倒置了，并不是有了钱有了权有了成就以后才全力以赴的工作，而是全力以赴工作，投入了自己的全部以后，才有了地位名望钱财。

第54讲电容器的充电与放电实验(解析版)

第54讲电容器的充电与放电实验一.知识回顾1.电容器的组成：由两个彼此绝缘又相距很近的导体组成。

最简单的电容器是平行板电容器。

2.电容器的充电、放电①充电：两极板的电荷量增加，极板间的电场强度增大，电源的能量不断储存在电容器中。

②放电：电容器把储存的能量通过电流做功转化为电路中其他形式的能量。

③充电时电流流入正极板，放电时电流流出正极板。

3．电容(1)定义：电容器所带的电荷量Q 与电容器两极板之间的电势差U 之比，叫作电容器的电容。

其中“电容器所带的电荷量Q ”，是指一个极板所带电荷量的绝对值。

(2)定义式：C ＝Q U 。

推论：C ＝ΔQ ΔU。

(3)单位：法拉(F)，1 F ＝106 μF ＝1012 pF 。

(4)物理意义：表示电容器容纳电荷本领的物理量。

(5)决定因素电容C 的大小由电容器本身结构(大小、形状、正负极相对位置及电介质)决定，与电容器是否带电及所带电荷量(或两端所加电压)无关。

4．平行板电容器的电容(1)影响因素：平行板电容器的电容与极板的正对面积成正比，与两极板间电介质的相对介电常数成正比，与极板间的距离成反比。

(2)决定式： C ＝εr S 4πkd ，k 为静电力常量。

5．常用电容器(1)分类：从构造上看，可分为固定电容器和可变电容器。

(2)击穿电压与额定电压：加在电容器极板上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压叫作击穿电压；电容器外壳上标的电压是工作电压，或称额定电压，这个数值比击穿电压低。

二.实验：观察电容器的充、放电现象1．实验电路及器材如图所示，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。

2．实验步骤(1)把开关S接1，观察电流表及电压表指针的偏转。

(2)把开关S接2，观察电流表及电压表指针的偏转。

3．实验现象(1)充电现象：把开关S接1时，可以看到电压表示数迅速增大，随后逐渐稳定在某一数值。

电容器的充放电实验

电容器的充放电实验电容器是一种能够存储电荷的被动电子元件，广泛应用于各个领域。

为了更好地理解电容器的特性以及充放电过程，进行电容器的充放电实验是非常重要的。

本文将介绍电容器的充放电实验的步骤、原理和结果分析。

一、实验步骤1. 准备实验材料：- 一个电容器- 一个直流电源- 一对导线- 一个电阻- 一个开关2. 搭建电容器的充放电实验电路：将电容器、电阻和开关依次连接在直流电源的正负极上。

确保电路连接牢固，避免短路的情况发生。

3. 充电实验：打开开关，并观察电容器的充电过程。

记录下电容器充电的时间以及电容器两端的电压变化情况。

4. 放电实验：关闭电源开关，观察电容器的放电过程。

记录下电容器放电的时间以及电容器两端的电压变化情况。

5. 分析实验结果：根据所记录的充放电过程和电压变化情况，进行数据处理和结果分析。

可以绘制充放电曲线，进一步观察和理解电容器的充放电特性。

二、实验原理电容器的充放电实验基于电容器的特性。

在直流电路中，电容器能够存储电荷。

当电容器充电时，电荷从电源正极流向电容器的正极板，并在电容器中堆积。

电容器两端的电压逐渐增加，直到达到与电源电压相等的电压值。

当电容器放电时，电荷从电容器正极板流回电源，电容器两端的电压逐渐降低。

根据电容器充放电过程，可以得到以下几个重要的结论：- 充电时，电容器两端的电压随时间的推移而增加，增加的速率与电阻大小有关。

- 放电时，电容器两端的电压随时间的推移而降低，降低的速率与电阻大小有关。

- 充电和放电过程中的电流方向相反，但大小相等。

三、结果分析通过对电容器的充放电实验可以得到电容器的充放电曲线。

充电曲线为逐渐上升的曲线，放电曲线为逐渐下降的曲线。

根据实验结果，可以进一步分析电容器的特性和应用。

在实际应用中，电容器的充放电特性对电子电路的设计和工作有一定的影响。

例如，在滤波电路中，电容器的充放电特性可以用来平滑直流电信号，减小电压的波动。

此外，在调频调幅广播中，电容器的充放电特性也被广泛应用。

实验讲义10-观察电容器的充放电现象

二、影响电容器电容的因素 1.静电计是一个电容非常小的电容器，在与平行板电容器具有相同电压时，所带电荷量非常少。静电计指针张角大小可以表示静电计带电量的大小，也可以表示静电计的电压，等于电容器电压。 2.电容的决定式1源自实验：观察电容器的充放电现象
2020 年 4 月 11 日
1．如图所示，某时刻一平行板电容器两板间电场方向向右。下列叙述正确的是 A．若此刻电路中电流流向左极板，则电容器一定在放电 B．若此刻电路中电流流向左极板，则电容器板间电压在增大 C．若此刻电路中电流流向右极板，则电容器板间电场在增强 D．电容器板间电场最强时，电路中电流一定最大
请列举出高中阶段你遇到过的所有类似的关系图像，图线可以是直线也可以是曲线，可以过原点也可以有横纵截距。请说明图像斜率和面积的物理意义。
5
A
B
C
D
4．某同学按如图 1 所示连接电路，利用电流传感器研究电容器的放电过程。先使开关 S 接 1，电容器
充电完毕后将开关掷向 2，可视为理想电流表的电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时
间变化的 I-t 曲线，如图 2 所示。定值电阻 R 已知，且从图中可读出最大放电电流 I0，以及图线与坐标轴围成的面积 S，但电源电动势、内电阻、电容器的电容均未知，根据题目所给的信息，下列物理量不．能．求．出．的
2
实验：观察电容器的充放电现象
2020 年 4 月 11 日
（5）将电压传感器换成电流传感器，按如图丁所示连接电路研究电容器的放电过程。先使开关 S 接 1，电容器很快充电完毕。然后将开关掷向 2，电容器通过 R 放电，传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的 I-t 曲线如图戊所示。他进一步研究滑动变阻器的阻值变化对曲线的影响，断开 S，先将滑片 P 向右移动一段距离，再重复以上操作，又得到一条 I-t 曲线。请在图戊内绘制新的曲线，并说明原因。

2024届高考一轮复习物理课件第8章实验10 观察电容器的充、放电现象

(3)打开电源，把单刀双掷开关S打到上面，使触点1和触点2连通，观察电容器的充电现象，并将结果记录在数据处理的表格中。
(4)把单刀双掷开关S打到下面，使触点3和触点2连通，观察电容器的放电现象，并将结果记录在数据处理的表格中。
(5)记录好实验结果，关闭电源。
2．数据处理实验项目
电容器充电
(2)断开开关S2，同时开始计时，每隔5 s或10 s读一次电流i的值，将测得数据填入预先设计的表格中，根据表格中的数据在坐标纸上标出以
时间t为横坐标，电流i为纵坐标的点。描绘出电流随时间变化的图线如图乙所示，根据图线估算出该电容器在整个放电过程中放出的电荷量Q 约为___8_.0_×__1_0_－__3____C。(结果保留两位有效数字)
2．电容器的放电过程当S接2时，电容器的两极板用导线连接起来，电容器C正极板上的正电荷与负极板上的负电荷中和，两极板的电荷量逐渐减少，表现为电流逐渐减小，电压也逐渐减小为零(如图乙所示)。
三、实验过程 1．实验步骤 (1)调节直流可调电源，输出为6 V，并用多用电表校准。 (2)关闭电源开关，正确连接实物图，电路图如图。
[解析](1)因为电压表显示的是微安表与电阻箱的两端电压，而微安表的示数为 500 μA，故微安表与电阻箱的总电阻为 R 总＝UI ＝5030VμA＝6 kΩ
则微安表的内阻为 6 kΩ－3.5 kΩ＝2.5 kΩ。
(2)图线与时间轴所围成的面积即为放电过程放出的电荷量，我们数出的方格数为32，(注意数的时候大于半个格就算一个格，小于半个格的不算)而每个小格的电荷量
第八章
静电场
实验十观察电容器的充、放电现象
一、实验目的 1．知道电容器的构造。 2．根据电路图正确连接实物图，认真观察电容器充放电的实验现象。

电容充放电_实验报告

一、实验目的1. 理解电容器的充放电原理。

2. 掌握电容器充放电过程中电压和电流的变化规律。

3. 学习使用示波器等仪器观察和分析电容器充放电现象。

4. 熟悉电路连接和实验操作步骤。

二、实验原理电容器是一种能够储存电荷的电子元件，其基本原理是利用两个相互靠近但绝缘的导体板（极板）之间的电场来储存电荷。

当电容器接入电路时，电源通过电路对电容器充电，电容器储存电荷，两极板之间产生电压。

当电路断开时，电容器开始放电，储存的电荷释放，电压逐渐降低。

电容器充放电过程中，电压和电流的变化遵循以下规律：1. 充电过程中，电压从0开始逐渐上升，电流从最大值逐渐减小至0。

2. 放电过程中，电压从最大值逐渐下降至0，电流从最大值逐渐减小至0。

三、实验器材1. 电容器（10μF）2. 直流电源（5V）3. 电阻（1kΩ）4. 示波器5. 导线6. 连接器7. 开关8. 万用表四、实验步骤1. 将电容器、电阻、直流电源和示波器连接成电路，具体连接方式如下：- 将电容器正极连接到直流电源正极。

- 将电容器负极连接到电阻的一端。

- 将电阻的另一端连接到示波器的地线。

- 将示波器探头连接到电容器的正极。

- 将开关连接到电路中，用于控制电容器的充放电过程。

2. 打开直流电源，闭合开关，开始充电过程。

3. 观察示波器屏幕上电压和电流的变化，记录充电过程中电压和电流的数值。

4. 关闭开关，开始放电过程。

5. 观察示波器屏幕上电压和电流的变化，记录放电过程中电压和电流的数值。

6. 使用万用表测量电容器充放电过程中的电压和电流，验证示波器读数。

五、实验结果与分析1. 充电过程中，电压从0开始逐渐上升，电流从最大值逐渐减小至0。

这与实验原理相符。

2. 放电过程中，电压从最大值逐渐下降至0，电流从最大值逐渐减小至0。

这与实验原理相符。

3. 示波器读数与万用表测量结果基本一致，说明实验数据可靠。

六、实验总结通过本次实验，我们掌握了电容器充放电的原理和规律，学会了使用示波器等仪器观察和分析电容器充放电现象。

电容充放电实验报告

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篇一：充放电实验
实验报告
专业：实验日期：20XX.5.16班级：授课教师:学号：指导教师：姓名：成绩评定：
实验2电容与电感的充放电实验
一、实验目的
1．熟悉电感与电容的充放电过程，掌握充放电过程中电流、电压的计算公式；
2．明确时间常数?对电感与电容充放电时间的影响；
3．掌握信号发生器与示波器的使用方法；
4．学习分析充放电过程中电压、电流波形的变化规律，比较当?改变时对波形的影响。

二、实验电路
将一个0.22μF的电容器、一个4.7kΩ的电阻与函数发
生器按图1（a）实验电路联接。

设定函数发生器，使其输出6V/100hz，占空比为50%的方波。

输出6V时模拟电容器充电;输出oV时，模拟电容器放电。

联接示波器，接通函数发生器的电源开关，用A通道观察方波，用b通道观察电容器上的电压。

AY1
u=6V
f=100hz
方波Y2示波器
图1（a）
将一个100mh的电感与一个1kΩ的电阻串联，然后联接到电压为6V、频率为1khz的方波上，如图1（b）所示。

用示波器观察电感上电压的变化规律。

Y1
u=6V
f=1Khz
方波
Y2示波器
.
图1（b）
三、实验设备
1。

实验观察电容器的充、放电现象-高考物理复习

阻R放电。
(3)根据传感器传递给电子计算机的放电电流信息,通过计算机中的软件
将传感器收集的信息拟合成I-t图像,仔细观察I-t图像,可以分析出电容器放
电时电流随时间变化的规律(如图所示)。
五、实验数据处理
若实验电路中直流电源电压为8 V。
1.在图中画出一个如图所示竖立的狭长矩形(Δt很小),它的面积的物理意
解析:(1)由题图知,最大电流为Im=90 mA=0.09 A,因此最大电压为
Um=ImR1=9 V;i-t曲线和两坐标轴所围的面积表示电容器的电荷量Q=90
mA·
s,根据电容的定义式可得C=1.0×10-2 F。
m
(2)根据 im= 知第2次实验的最大放电电流小些,所以不是虚线b。因i-t曲
间变化的I-t曲线如图乙,这个曲线的横坐标是放电时间,纵坐标是放电电流。
若其他条件不变,只将电阻R换为阻值更大的定值电阻,现用虚线表示电阻
值变大后的I-t曲线,则下列四个图像可能正确的是(
)
√
解析:I-t图线与坐标轴所围图形的面积表示经过导体的电荷量,即电容器上
所带电荷量。当把电阻R换成阻值更大的电阻时,因为电容器两板间电压
C3
____________(填代号)。
R3
(4)图乙是本次实验当UC=2.5 V时描出的iC-t图像,由图可求得所测电容器
电容C=____________
μF(保留1位有效数字)。
6×102
解析:(1)由题图可知,滑动变阻器是分压式接法,因此S'、S闭合前滑动变阻
器滑片应调到a处,使得所测电路的电压为零,从而确保安全。
能力形成点2
实验数据处理与误差分析
【例2】图甲是一种测量电容器电容的实验电路图,实验是通过对高阻

电容充电放电实验报告

一、实验目的1. 了解电容的基本原理及其充电、放电过程。

2. 掌握电容充电、放电电路的搭建方法。

3. 熟悉实验仪器和操作方法。

4. 分析电容充电、放电过程中电压、电流的变化规律。

二、实验原理电容器是一种储能元件，其储能原理是利用两块平行板之间的电场储存电荷。

当电容器接入电路时，电荷在两板之间移动，形成电流。

充电过程中，电容器逐渐积累电荷，电压逐渐升高；放电过程中，电容器释放电荷，电压逐渐降低。

电容充电、放电过程中，电压、电流的变化规律可用以下公式表示：1. 充电过程：- 电压：$U(t) = U_0(1 - e^{-\frac{t}{RC}})$- 电流：$I(t) = I_0e^{-\frac{t}{RC}}$2. 放电过程：- 电压：$U(t) = U_0e^{-\frac{t}{RC}}$- 电流：$I(t) = I_0e^{-\frac{t}{RC}}$其中，$U_0$为电容器的初始电压，$I_0$为电容器的初始电流，$R$为电路中的电阻，$C$为电容器的电容，$t$为时间。

三、实验仪器与材料1. 实验仪器：- 直流稳压电源- 电阻- 电容器- 电流表- 电压表- 示波器- 连接导线2. 实验材料：- 电容器：$C_1 = 220\mu F$，$C_2 = 470\mu F$- 电阻：$R = 10k\Omega$四、实验步骤1. 搭建电容充电电路，将电阻、电容器、电流表、电压表按照电路图连接好。

2. 打开直流稳压电源，调节电压为$6V$。

3. 闭合开关，记录电流表、电压表的读数。

4. 观察并记录电流、电压随时间的变化规律。

5. 搭建电容放电电路，将电阻、电容器、电流表、电压表按照电路图连接好。

6. 打开直流稳压电源，调节电压为$6V$。

7. 闭合开关，记录电流表、电压表的读数。

8. 观察并记录电流、电压随时间的变化规律。

五、实验结果与分析1. 充电过程：- 在充电过程中，电流表、电压表的读数逐渐减小，符合公式$U(t) = U_0(1 - e^{-\frac{t}{RC}})$和$I(t) = I_0e^{-\frac{t}{RC}}$。

实验十观察电容器的充放电现象

容器放电，观察电容器的放电现象。
答案：（1）1 2
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（2）根据图甲电路，请在图乙中用笔画线代替导线，完成实物电路的连接。
解析：（2）根据题图甲所示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示。开始放电，同时开始计时，每隔5 s读一次电流i的值，记录数据如表所示。
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六、注意事项 1.要选择大容量的电容器。 2.实验要在干燥的环境中进行。七、误差分析本实验中的误差来源主要取决于电流传感器的灵敏度与计算机数据收集处理软件的准确性。
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着眼“四翼”·探考点
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【典例1】小明同学想根据学习的知识，估测一个电容器的电容。他从实验室找到8 V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变化的图像）、定值电阻和导线若干，连成如图甲所示的电路。实验过程如下，完成相应的填空。
答案：（2）向右
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（3）为了能精确测量电容，将图甲中电流表换成电流传感器测量电流，并根据电路图，连接图丁中的实物图。解析：（3）根据电路图，连接的实物图如图1所示。答案：（3）见解析图1
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（4）电容器放电过程中，电流随时间变化的规律如图戊所示，计算机可以得出
i－t图像所围的区域面积为0.869 mA·s，电阻R为500 Ω，直流电源电压恒为2
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（3）图丙为传感器中电容器放电时的电流I随时间t变化的关系图像，图中每一
小方格面积相同。根据图像估算电容器在t0～2t0时间内，释放电荷量的表达式
为
（用I0、t0表示）；
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（4）图丁中实线是实验得到的放电时的I－t图像，如果不改变电路的其他参
数，只减小电阻箱R的阻值，则得到的I－t图线是图丁中的

实验10 观察电容器的充放电现象

解析:(1)对电容器进行充电时,电容器两端应与电源两端相接,所以开关S接1。
答案:(1)1
[例1] [电容器充、放电现象的定性分析]某同学利用如图所示的实验电路观察
平行板电容器的充放电。
(2)充电完成后,再将开关S接通另一端,观察到电流随时间变化的情况是
。
解析:(2)放电开始时电流较大,随着电容器所带电荷量不断减小,电容器电压
放电现象。先将选择开关合到“1”,使电容器充电至稳定后进行如下两种操作:
(2)保持开关S合在“1”,适当增大电容器两极板间距离的过程中,二极管
(选填
“D1”或“D2”)发光。
解析:(2)保持开关S合在“1”,适当增大电容器两极板间距离的过程中,增大两板间距
离时,电容减小,电压不变,由Q=UC可知电荷量应减小,所以则会形成反向放电,电流为
电阻R无关,如果不改变电路其他参数,只减小电阻R,放电电流增大,放电时间
将变短。
答案:(3)变短
[例2] [电容器充、放电现象的定量计算]电容器是一种重要的电学元件,在电
工、电子技术中应用广泛。某实验小组用如图甲所示的电路研究电容器充、放
电情况及电容大小,他们用电流传感器和计算机测出电路中电流随时间变化的
实验时,根据图甲所示的电路原理图连接好电路,t=0时刻把开关K掷向1端,电容
器充电完毕后,再把开关K掷向2端,电容器通过电阻R放电,传感器将电流信息传
入计算机,屏幕上显示出电流随时间变化的I-t图像如图乙所示。
(2)图乙中,阴影部分的面积S1
(选填“>”“<”或“=”)S2。

解析:(2)根据电流的定义式 I= ,则 q=It,题图乙中,阴影部分的面积等于充、
向相反。