物理必修 第三册4 电容器的电容课堂教学课件ppt

这是一份物理必修 第三册4 电容器的电容课堂教学课件ppt，共40页。PPT课件主要包含了电容器的电容，目标体系构建，课前预习反馈，课内互动探究，探究，探究，课堂达标检测等内容，欢迎下载使用。

第2课时　实验：观察电容器的充、放电
 1．会正确连接电路，认真观察电容器的充、放电过程。2．知道电容器的充、放电现象中能量的转换。
1．实验原理(1)电容器的充电过程如图甲所示，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_________电子带______电，负极板因_________电子而带______电。正、负极板带_________的正、负电荷。电荷在移动的过程中形成电流。在充电开始时电流比较______(填“大”或“小”)，以后随着极板上电荷的增多，电流逐渐_________(填“增大”或“减小”)，当电容器两极板间电压等于电源电压时电荷停止定向移动，电流I＝0。
(2)电容器的放电过程如图乙所示，当开关S接2时，将电容器的两极板直接用导线连接起来，电容器正、负极板上电荷发生_________。在电子定向移动过程中，形成电流，放电开始电流较______(填“大”或“小”)，随着两极板上的电荷量逐渐减小，电路中的电流逐渐_________(填“增大”或“减小”)，两极板间的电压也逐渐减小到零。实验器材：6 V的直流电源、 单刀双掷开关 、平行板电容器、电流表、电压表、 小灯泡。
2．实验步骤(1)按图丙连接好电路。(2)把单刀双掷开关S打在上面，使触点1和触点2连通，观察电容器的充电现象，并将结果记录在表格中。(3)将单刀双掷开关S打在下面，使触点3和触点2连通，观察电容器的放电现象，并将结果记录在表格中。
(4)记录好实验结果，关闭电源。实验记录和分析：
3.注意事项(1)电流表要选用小量程的灵敏电流计。(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，以免烧坏电流表。
电容器充、放电现象的定性分析
典例剖析 　如图所示为电容器、电源、小灯泡等元件连成的电路，电源电压恒为4 V，电容为100 μF，下列说法正确的是(　 　)A．闭合开关前，电容器电容为0B．闭合开关，该电容器最多储存的电荷量为4×10－4 CC．闭合开关，电流表中有持续电流D．断开开关，电容器放电
解析：电容的大小由电容器本身决定，与是否接入电路无关，故A项错误；闭合开关后，电容器的电压最高为4 V，电容器的电容为100 μF，该电容器最多储存的电荷量Q＝CU＝100×10－6×4 C＝4×10－4 C，故B项正确；电容器的电压达到4 V后充电停止，电容器相当于断路，电流表中没有电流，故C项错误；断开开关，由于无法形成回路，电容器无法放电，故D项错误。
(2023·江苏盐城高二学业考试)如图所示，开关S由1改接2后，电容器的(　 　)A．电容为零B．电容变大C．存储电能减少D．电荷量可能不变
解析：开关S接1时，电源对电容器充电，开关S由1改接2后，电容器放电，存储电能减少，极板电荷量减少，C正确，D错误；电容器的电容由内部结构决定，与充、放电过程无关，电容不为零且保持不变，A、B错误。
电容器充、放电现象的定量计算
典例剖析 　某同学利用电流传感器研究电容器的放电过程，他按如图甲所示连接电路。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曲线如图乙所示。他进一步研究滑动变阻器的阻值大小对曲线的影响。先断开S，将滑片P向右移动一段距离，再重复以上充、放电操作，又得到一条I－t曲线。关于这条曲线，下列判断正确的是(　 　)
A．曲线与坐标轴所围面积将增大B．曲线与坐标轴所围面积将减小C．曲线与纵轴交点的位置将向上移动，放电时间变短D．曲线与纵轴交点的位置将向下移动，放电时间变长
解析：因为I－t图线与坐标轴所围成的面积表示电容器放电的电荷量，而电容器的带电量Q＝CU，没有变化，所以曲线与坐标轴所围面积不变，故A、B错误；将滑片P向右移动时，变阻器接入电路的电阻增大，由闭合电路的欧姆定律可知，将开关掷向2时电容器开始放电时的电流减小，则曲线与纵轴交点的位置将向下移动，且电荷量不变，即曲线与坐标轴所围面积不变，故放电时间会变长，故C错误，D正确。
(多选)某同学用如图甲所示的电路观察电容器的放电过程，电源电压为12 V，开关S接1时为电容器充电，待电容器完全充满电再将开关S接2，利用电流传感器记录电容器放电过程，得到该电容器放电过程的I－t图像如图乙所示，下列说法正确的是(　 　)
A．充电时，电源每搬运相同的电荷量到电容器极板做功都相同B．放电时，电容器和电阻R两端电压均减小C．电容器的电容约为280 μFD．电容器的电容约为140 μF
解析：电源搬运电荷到电容器极板做功为W＝q(U′－U)，充电时，电源电压U′不变，电容器两端电压U增大，则电源每搬运相同的电荷量q到电容器极板做功W减小，故A项错误；放电时，由Q＝CU，可知电容器两端电压逐渐减小，由题图乙可知放电电流逐渐减小，则根据UR＝IR可知，电阻R两端电压UR减小，故B项正确；因为电荷量Q＝It，根据I－t图像的含义可知图像与时间轴所围的面积表示整个放电过程中释放的电荷量，根据横轴与纵轴的数据可知一个格子的电荷量为q1
1．如图所示实验中，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
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。
2．(多选)(2023·四川内江高二上月考)如图是一个由电池、电阻R、开关S与平行板电容器组成的串联电路，开关S闭合。一带电液滴悬浮在两板间P点不动，下列说法正确的是(　 　)A．带电液滴带负电B．增大两极板距离的过程中，带电液滴将向上加速运动C．在靠近B板处插入云母片，电阻R中将有从a到b的电流D．若断开S，减小两极板间距离的过程中，带电液滴仍然悬浮不动
3. (2023·豫南九校高三上联考)使用如图所示的电路观察电容器C的充、放电过程，若开关先接1再接2，则通过电流传感器的电流i、电容器左极板所带电荷量q、电容器两极板间场强E、电容器两极板间某点处电势φ分别随时间t变化的关系中可能正确的是(　 　)
4．(多选)(2023·福建三明高二期末)如图甲为探究一电容器充电特性的电路。两次实验中电容器的电荷量q随时间t变化图像如乙图中①②所示，第一次充电时电容器两端电压U与电荷量q变化图像如图丙所示。不计电源内阻，则(　 　)A．第二次充电时，电容器U－q图像斜率比丙图大B．第一次充电过程中t1时刻比t2时刻电流大C．①②两条曲线形状不同是由于E不同引起的D．①②两条曲线形状不同是由于R不同引起的
5．(2022·北京一模)在如图装置中，将开关S拨至1可以给电容器充电，拨至2可以让电容器放电，通过电压表、电流表的示数，可以观察电容器充、放电过程中电压和电流的变化情况。则下列说法中正确的是(　 　)
A．充电过程中，电压表、电流表示数逐渐增大B．放电过程中，电压表、电流表示数逐渐减小C．充电过程中，电容器电容逐渐增大D．放电过程中，电流减小的越来越快
6．(2022·江苏扬州中学高三阶段测试)如图所示的电路可将声音信号转化为电信号，该电路中右侧金属板b固定不动，镀有金属层的振动膜a能在声波驱动下沿水平方向振动，若声源S沿水平方向做有规律的振动，则(　 　)
A．a振动过程中，灵敏电流计中有大小和方向变化的电流B．a振动过程中，ab板所带电荷量不变C．a振动过程中，ab板间的电场强度不变D．a向右的位移最大时，ab两板所构成的电容器的电容最小