(新高考)高考物理一轮复习课时练习第8章实验十《观察电容器的充、放电现象》(含解析)

实验十观察电容器的充、放电现象【例1】如图4甲所示是一种观察电容器充、放电的实验电路图，实验是通过对高阻值电阻放电的方法，测出电容器充电至电压U时所带电量Q，从而再求出电容器的电容C。某同学在一次实验时的情况如下：接通开关S，调节电阻箱R的阻值，使小量程电流表的指针偏转接近满刻度，记下此时电流表的示数是I0＝490μA，电压表的示数U0＝6.0V，I0、U0分别是电容器放电时的初始电压和电流。断开开关S，同时开始计时，每隔5s测读一次电流I的值，将测得数据填入表格，并标在图乙坐标纸上(时间t为横坐标、电流i为纵坐标)，结果如图中小黑点“·”所示。图4(1)在图乙中画出i－t图线，图线与坐标轴所围成面积的物理意义是________________________________；(2)该电容器电容为________F(结果保留2位有效数字)；(3)若某同学实验时把电压表接在F、D两端，则电容的测量值比它的真实值________(填“大”“小”或“相等”)。答案(1)见解析图，电容器在开始放电时所带的电荷量(2)1.5×10－3(3)小解析(1)如图所示，由ΔQ＝IΔt知，i－t图象与坐标轴所包围的面积为电容器在开始放电时所带的电荷量。(2)查出格子数，由总格子数乘以每个格子的“面积”值求Q＝8.75×10－3C则C＝eq\f(Q,U)＝1.5×10－3F。(3)电容的测量值比它的真实值偏小，原因是若把电压表接在F、D两端，则电容器在放电时，有电流会从电压表中通过，从而使得通过电流表中的电荷量小于电容器的带电荷量，从而使电容的测量值比它的真实值偏小。【变式1】电荷的定向移动形成电流，电流表示单位时间内通过导体横截面的电荷量，即I＝eq\f(q,t)。电流传感器可以像电流表一样测量电流，并且可以和计算机相连，画出电流与时间的变化图像。图5甲是用电流传感器观察充、放电过程的实验电路图，图中电源的电压为6V。图5先使开关S与1接通，待充电完成后，再使开关S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图像，如图乙所示。(1)下列说法正确的是________。A.电容器充电的过程中，负电荷由电源的正极移动到电容器的正极板B.电容器充电的过程中，电路中的电流不断增大C.电容器放电的过程中，电容器两极板间的场强不断变小D.电容器放电的过程中，电容器把储存的电能转化为电路中其他形式的能量(2)根据乙图中图线计算得出电容器放电前所带的电荷量为________(结果保留2位有效数字)。答案(1)CD(2)2.8×10－3C解析(1)电容器充电的过程中，负电荷由电容的正极板移动到电源的正极，故A错误；电容器充电的过程中，电路中的电流不断减小，故B错误；电容器放电的过程中，电容器两极板上所带电荷量逐渐减小，两极板间的电压逐渐减小，根据E＝eq\f(U,d)，可知场强不断变小，故C正确；电容器放电的过程中，电容器把储存的电能转化为电路中其他形式的能量，故D正确。(2)根据图像的含义，因q＝It，所以乙图中图线与两坐标轴