46 第八章 实验十 观察电容器的充电、放电现象 讲义+实验针对训练(学生版+教师版)《高考快车道》2026高考物理一轮总复习(广东专版)

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名称 46 第八章 实验十 观察电容器的充电、放电现象 讲义+实验针对训练(学生版+教师版)《高考快车道》2026高考物理一轮总复习(广东专版)
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2025-07-07 18:02:51

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实验针对训练(十) 观察电容器的充电、放电现象
(总分:41分)
1.(7分) (2024·浙江1月选考)在“观察电容器的充、放电现象”实验中,把电阻箱R(0~9 999 Ω)、一节干电池、微安表(量程0~300 μA,零刻度在中间位置)、电容器C(2 200 μF、16 V)、单刀双掷开关组装成如图1所示的实验电路。
(1)把开关S接1,微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到零;然后把开关S接2,微安表指针偏转情况是________。
A.迅速向右偏转后示数逐渐减小
B.向右偏转示数逐渐增大
C.迅速向左偏转后示数逐渐减小
D.向左偏转示数逐渐增大
(2)再把电压表并联在电容器两端,同时观察电容器充电时电流和电压变化情况。把开关S接1,微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到160 μA时保持不变;电压表示数由零逐渐增大,指针偏转到如图2所示位置时保持不变,则电压表示数为________ V,电压表的阻值为________ kΩ(计算结果保留2位有效数字)。
2.(7分) 在“用传感器观察电容器的充电和放电”实验中,电路图如图甲所示。一位同学使用的电源电动势为10.0 V,测得电容器放电的I-t图像如图乙所示。
(1)若按“四舍五入(大于半格算一个,小于半格舍去)”法,根据“I-t 图线与两坐标轴包围面积”,电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为___________C(结果保留2位有效数字)。
(2)根据以上数据估算电容器的电容值为_______F(结果保留2位有效数字)。
(3)如果将电阻R换为一个阻值更大的电阻,则放电过程释放的电荷量________(选填“变多”“不变”或“变少”)。
3.(7分) 在“观察电容器的充、放电现象”实验中,所用器材如下:电池、电容器、电阻箱、定值电阻、小灯泡、多用电表、电流表、秒表、单刀双掷开关以及导线若干。
(1)用多用电表的电压挡检测电池的电压。检测时,红表笔应该与电池的________(选填“正极”或“负极”)接触。
(2)某同学设计的实验电路如图(a)所示。先将电阻箱的阻值调为R1,将单刀双掷开关S与“1”端相接,记录电流随时间的变化。电容器充电完成后,开关S再与“2”端相接,相接后小灯泡亮度变化情况可能是________(选填正确答案标号)。
A.迅速变亮,然后亮度趋于稳定
B.亮度逐渐增大,然后趋于稳定
C.迅速变亮,然后亮度逐渐减小至熄灭
(3)将电阻箱的阻值调为R2(R2>R1),再次将开关S与“1”端相接,再次记录电流随时间的变化情况。两次得到的电流I随时间t的变化如图(b)中曲线所示,其中实线是电阻箱阻值为________(选填“R1”或“R2”)时的结果,曲线与坐标轴所围面积等于该次充电完成后电容器上的________(选填“电压”或“电荷量”)。
1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 +0.5
4.(10分) (2024·广东广州二模)用图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象,请完成下列实验内容。
(1)实验时,要通过电流表指针的偏转方向来观测电路中电流的方向,因此电流表应采用图乙中的________(选填“a”或“b”)。
(2)依照图甲所示的电路图,将图乙的实验器材用笔画线代替导线连接成实验电路(图中已有部分连接)。
(3)开关S接1后,小灯泡L________(选填选项前的字母)。
A.一直不亮
B.逐渐变亮,稳定后保持亮度不变
C.突然变亮,然后逐渐变暗,直到熄灭
(4)开关S接1足够长时间后,再将开关S接2。开关S接2之后电压表读数________(选填“逐渐增大”或“逐渐减小”)。
(5)图乙中电容器的电容为________μF。当电容器的电压为10 V时其带电量为________C(结果保留2位有效数字)。
1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 +0.5
5.(10分) 电容器作为储能器件,在生产生活中有广泛的应用。对给定电容值为C的电容器充电,无论采用何种充电方式,其两极间的电势差u随电荷量q的变化图像都相同。
(1)请在图1中画出上述u-q图像。类比直线运动中由v-t图像求位移的方法,求得两极间电压为U时电容器所储存的电能Ep为________。
(2)如图2所示的充电电路中,R表示电阻,E表示电源(忽略内阻)。通过改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电,对应的q-t曲线如图3中①②所示。
a.①②两条曲线不同是________(选填“E”或“R”)的改变造成的。
b.电容器有时需要快速充电,有时需要均匀充电。依据a中的结论,说明实现这两种充电方式的途径。
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)设想使用理想的“恒流源”替换(2)中电源对电容器充电,可实现电容器电荷量随时间均匀增加。请思考使用“恒流源”和(2)中电源对电容器的充电过程,填写下表(选填“增大”“减小”或“不变”)。
电源 “恒流源” (2)中电源
电源两端电压
通过电源的电流
1 / 4 观察电容器的充电、放电现象
教材原型实验
[典例1] (2024·广东深圳一模)利用图甲所示电路研究电容器充放电过程,开关接1端后,电流传感器G记录电流随时间变化的图像如图乙所示。则电容器电容C、极板电荷量Q、上极板电势φ、两端电压U随时间t的变化规律正确的是(  )
A        B
C        D
[听课记录]                               
                                    
                                    
                                    
[典例2] 如图为研究电容器充放电现象的实验电路图,开始时电容器不带电。实验开始时,首先将开关S合向1,这时观察到灵敏电流计G有短暂的示数,这说明电路中有电流流过,这过程叫作________,经过这一过程,电容器的两极板就会带上等量的异种电荷,其上极板带________(选填“正”或“负”)电荷,电路稳定后灵敏电流计G的示数为零。当把开关S由1合向2时,有________(选填“自左向右”或“自右向左”)流过灵敏电流计G的短暂电流,这个过程叫作________。
[听课记录]                               
                                    
                                    
                                    
[典例3] 如图甲是用高电阻放电法测电容的实验电路图。其原理是测出电容器在充电电压为U时所带的电荷量Q,从而求出其电容C。该实验的操作步骤如下:
(1)按电路图接好实验电路;
(2)接通开关S,调节电阻箱R的阻值,使微安表的指针接近满刻度。记下这时的电压表读数U0=6.2 V 和微安表读数I0=490 μA;
(3)断开开关S并同时开始计时,每隔5 s或10 s 读一次微安表的读数i,将读数记录在预先设计的表格中;
(4)根据表格中的12组数据,以t为横坐标,i为纵坐标,在坐标纸上描点,如图乙所示(图中用“×”表示)。
根据以上实验结果的图像,可以估算出当电容器两端电压为U0时该电容器所带的电荷量Q0约为______ C,从而算出该电容器的电容约为______ F。
[听课记录]                               
                                    
                                    
                                   
拓展创新实验
 实验器材创新
[典例4] 电容储能已经在电动汽车、风、光发电、脉冲电源等方面得到广泛应用。某同学设计图甲所示电路,探究不同电压下电容器的充、放电过程,器材如下:
电容器C(额定电压10 V,电容标识不清);
电源E(电动势12 V,内阻不计);
电阻箱R1(阻值0~99 999.9 Ω);
滑动变阻器R2(最大阻值20 Ω,额定电流2 A);
电压表V(量程15 V,内阻很大);
发光二极管D1、D2,开关S1、S2,电流传感器,计算机,导线若干。
回答以下问题:
(1)按照图甲连接电路,闭合开关S1,若要升高电容器充电电压,滑动变阻器滑片应向______(选填“a”或“b”)端滑动。
(2)调节滑动变阻器滑片位置,电压表表盘如图乙所示,示数为________(结果保留1位小数)V。
(3)继续调节滑动变阻器滑片位置,电压表示数为8.0 V时,开关S2掷向1,得到电容器充电过程的I-t图像,如图丙所示。借鉴“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中估算油膜面积的方法,根据图像可估算出充电结束后,电容器存储的电荷量为________C(结果保留2位有效数字)。
(4)本电路中所使用电容器的电容约为______F(结果保留2位有效数字)。
(5)电容器充电后,将开关S2掷向2,发光二极管________(选填“D1”或“D2”)闪光。
[听课记录]                               
                                    
                                    
 本题的创新之处在于应用电流传感器结合计算机模拟信号分析电流的变化规律代替通过记录电流表读数变化列表画图分析数据。
 实验方法创新
[典例5] 在测定电容器电容值的实验中,将电容器、电压传感器、阻值为3 kΩ的电阻R、电源、单刀双掷开关按图甲所示电路图进行连接。先使开关S与1端相连,电源向电容器充电,充电完毕后把开关S掷向2端,电容器放电,直至放电完毕。实验得到的与电压传感器相连接的计算机所记录的电压随时间变化的u-t曲线如图乙所示,图丙为由计算机对图乙进行数据处理后记录了“峰值”及曲线与时间轴所围“面积”的图。
(1)根据图甲所示的电路,观察图乙可知:充电电流与放电电流方向________(选填“相同”或“相反”),大小都随时间________(选填“增加”或“减小”)。
(2)当开关接“1”时,是充电还是放电?上极板带什么电?
(3)某同学认为:仍利用上述装置,将电压传感器从电阻两端改接在电容器的两端,也可以测出电容器的电容值。请你分析并说明该同学的说法是否正确。
[听课记录]                               
                                    
                                    
 本题的创新之处在于由观察电容器的充放电拓展为应用电压传感器结合计算机模拟信号测量电容器的电容。
1 / 6 观察电容器的充电、放电现象
教材原型实验
[典例1] (2024·广东深圳一模)利用图甲所示电路研究电容器充放电过程,开关接1端后,电流传感器G记录电流随时间变化的图像如图乙所示。则电容器电容C、极板电荷量Q、上极板电势φ、两端电压U随时间t的变化规律正确的是(  )
A        B
C        D
B [电容器的电容不会因为充电而发生变化,电容的值取决于其内部性质,所以电容C不变,故A错误;开关接1端后,电容器与电源相连,开始充电,电容器上电量Q、两端电压U都会随时间增大,故B正确,D错误;电容器下极板接地,所以上极板的电势φ等于电容器两端电压,随时间增大,故C错误。故选B。]
[典例2] 如图为研究电容器充放电现象的实验电路图,开始时电容器不带电。实验开始时,首先将开关S合向1,这时观察到灵敏电流计G有短暂的示数,这说明电路中有电流流过,这过程叫作________,经过这一过程,电容器的两极板就会带上等量的异种电荷,其上极板带________(选填“正”或“负”)电荷,电路稳定后灵敏电流计G的示数为零。当把开关S由1合向2时,有________(选填“自左向右”或“自右向左”)流过灵敏电流计G的短暂电流,这个过程叫作________。
[解析] 将开关S合向1,电源与电容器连通,电路中有电流流过,说明电源在给电容器储存电荷,这过程叫作充电;经过这一过程,电容器的两极板就会带上等量的异种电荷,其上极板带正电荷;当把开关S由1合向2时,从电势高的正极板能形成电流到电势低的负极板,则有自右向左流过灵敏电流计G的短暂电流,这个过程叫作放电。
[答案] 充电 正 自右向左 放电
[典例3] 如图甲是用高电阻放电法测电容的实验电路图。其原理是测出电容器在充电电压为U时所带的电荷量Q,从而求出其电容C。该实验的操作步骤如下:
(1)按电路图接好实验电路;
(2)接通开关S,调节电阻箱R的阻值,使微安表的指针接近满刻度。记下这时的电压表读数U0=6.2 V 和微安表读数I0=490 μA;
(3)断开开关S并同时开始计时,每隔5 s或10 s读一次微安表的读数i,将读数记录在预先设计的表格中;
(4)根据表格中的12组数据,以t为横坐标,i为纵坐标,在坐标纸上描点,如图乙所示(图中用“×”表示)。
根据以上实验结果的图像,可以估算出当电容器两端电压为U0时该电容器所带的电荷量Q0约为______ C,从而算出该电容器的电容约为______ F。
[解析] (4)按照题图乙中的点,用光滑曲线把它们依次连接起来,得到i-t图线,图线和时间轴所围的面积就是放电电荷量,即原来电容器的带电荷量。每小格相当于2.5×10-4 C,用四舍五入法数得小方格有35个,所以Q0=8.75 ×10-3 C。再由C=,得C≈1.4×10-3 F。
[答案] (4)8.75×10-3 1.4×10-3
拓展创新实验
 实验器材创新
[典例4] 电容储能已经在电动汽车、风、光发电、脉冲电源等方面得到广泛应用。某同学设计图甲所示电路,探究不同电压下电容器的充、放电过程,器材如下:
电容器C(额定电压10 V,电容标识不清);
电源E(电动势12 V,内阻不计);
电阻箱R1(阻值0~99 999.9 Ω);
滑动变阻器R2(最大阻值20 Ω,额定电流2 A);
电压表V(量程15 V,内阻很大);
发光二极管D1、D2,开关S1、S2,电流传感器,计算机,导线若干。
回答以下问题:
(1)按照图甲连接电路,闭合开关S1,若要升高电容器充电电压,滑动变阻器滑片应向________(选填“a”或“b”)端滑动。
(2)调节滑动变阻器滑片位置,电压表表盘如图乙所示,示数为________(结果保留1位小数)V。
(3)继续调节滑动变阻器滑片位置,电压表示数为8.0 V时,开关S2掷向1,得到电容器充电过程的I-t图像,如图丙所示。借鉴“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中估算油膜面积的方法,根据图像可估算出充电结束后,电容器存储的电荷量为__________C(结果保留2位有效数字)。
(4)本电路中所使用电容器的电容约为________F(结果保留2位有效数字)。
(5)电容器充电后,将开关S2掷向2,发光二极管________(选填“D1”或“D2”)闪光。
[解析] (1)题图甲中滑动变阻器为分压式接法,滑动变阻器滑片左侧的部分与电容器并联,要升高电容器两端的电压,滑动变阻器的滑片应向b端滑动。
(2)电压表量程为15 V,分度值为0.5 V,则电压表示数为6.5 V。
(3)题图丙中图线与坐标轴所围图形的面积有37格,则Q=37× C=3.7×10-3 C。
(4)由Q=CU,得C= F≈4.6×10-4 F。
(5)电容器充电后,左板电势高,电容器放电时电流由左板经导线流出,故D1闪光。
[答案] (1)b (2)6.5 (3)3.7×10-3 (4)4.6×10-4 (5)D1
 本题的创新之处在于应用电流传感器结合计算机模拟信号分析电流的变化规律代替通过记录电流表读数变化列表画图分析数据。
 实验方法创新
[典例5] 在测定电容器电容值的实验中,将电容器、电压传感器、阻值为3 kΩ的电阻R、电源、单刀双掷开关按图甲所示电路图进行连接。先使开关S与1端相连,电源向电容器充电,充电完毕后把开关S掷向2端,电容器放电,直至放电完毕。实验得到的与电压传感器相连接的计算机所记录的电压随时间变化的u-t曲线如图乙所示,图丙为由计算机对图乙进行数据处理后记录了“峰值”及曲线与时间轴所围“面积”的图。
(1)根据图甲所示的电路,观察图乙可知:充电电流与放电电流方向________(选填“相同”或“相反”),大小都随时间________(选填“增加”或“减小”)。
(2)当开关接“1”时,是充电还是放电?上极板带什么电?
(3)某同学认为:仍利用上述装置,将电压传感器从电阻两端改接在电容器的两端,也可以测出电容器的电容值。请你分析并说明该同学的说法是否正确。
[解析] (1)根据题图甲所示的电路,观察题图乙可知:充电电流与放电电流方向相反,大小都随时间减小。
(2)当开关接“1”时,是与电源连接,是充电,且上极板带正电。
(3)正确。因为当开关S与2连接,电容器放电的过程中,电容器C与电阻R上的电压大小相等,因此通过对放电曲线进行数据处理后记录的“峰值Um”及曲线与时间轴所围“面积S”,可应用C==计算电容值。
[答案] (1)相反 减小 (2)充电 带正电 (3)见解析
 本题的创新之处在于由观察电容器的充放电拓展为应用电压传感器结合计算机模拟信号测量电容器的电容。
实验针对训练(十) 观察电容器的充电、放电现象
1.(2024·浙江1月选考)在“观察电容器的充、放电现象”实验中,把电阻箱R(0~9 999 Ω)、一节干电池、微安表(量程0~300 μA,零刻度在中间位置)、电容器C(2 200 μF、16 V)、单刀双掷开关组装成如图1所示的实验电路。
(1)把开关S接1,微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到零;然后把开关S接2,微安表指针偏转情况是________。
A.迅速向右偏转后示数逐渐减小
B.向右偏转示数逐渐增大
C.迅速向左偏转后示数逐渐减小
D.向左偏转示数逐渐增大
(2)再把电压表并联在电容器两端,同时观察电容器充电时电流和电压变化情况。把开关S接1,微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到160 μA时保持不变;电压表示数由零逐渐增大,指针偏转到如图2所示位置时保持不变,则电压表示数为________ V,电压表的阻值为________ kΩ(计算结果保留2位有效数字)。
[解析] (1)把开关S接1,电容器充电,电流从右向左流过微安表,微安表指针迅速向右偏转后示数逐渐减小到零;把开关S接2,电容器放电,电流从左向右流过微安表,则微安表指针迅速向左偏转后示数逐渐减小。故选C。
(2)由题意可知电压表应选用0~3 V量程,由题图2可知此时分度值为0.1 V,需要估读到0.01 V,则读数为0.50 V。当微安表示数稳定时,电容器中不再有电流通过,此时干电池、电阻箱、微安表和电压表构成回路,根据欧姆定律有RV== Ω≈3.1 kΩ。
[答案] (1)C (2)0.50 3.1
2.在“用传感器观察电容器的充电和放电”实验中,电路图如图甲所示。一位同学使用的电源电动势为10.0 V,测得电容器放电的I-t图像如图乙所示。
(1)若按“四舍五入(大于半格算一个,小于半格舍去)”法,根据“I-t 图线与两坐标轴包围面积”,电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为___________C(结果保留2位有效数字)。
(2)根据以上数据估算电容器的电容值为_______F(结果保留2位有效数字)。
(3)如果将电阻R换为一个阻值更大的电阻,则放电过程释放的电荷量________(选填“变多”“不变”或“变少”)。
[解析] (1)由题图可知电容器的放电图像是一条逐渐下降的曲线,而q=It,从微元法得到,I-t 图线与坐标轴围成的面积就是总的电荷量,经确认图线下共有42格,所以电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为Q=42×0.001×0.4 C≈0.017 C。
(2)从上一问知道,电容器充满电后所带的电荷量Q=0.017 C,而所加电压U=E=10 V,所以C==0.001 7 F。
(3)若将电阻换为一个阻值较大电阻,由于电容器电荷量一定,则所有电荷将通过电阻R释放,只是图像更加平缓些,但总量不变。
[答案] (1)0.017(0.016~0.018) (2)0.001 7(0.001 6~0.001 8) (3)不变
3.在“观察电容器的充、放电现象”实验中,所用器材如下:电池、电容器、电阻箱、定值电阻、小灯泡、多用电表、电流表、秒表、单刀双掷开关以及导线若干。
(1)用多用电表的电压挡检测电池的电压。检测时,红表笔应该与电池的________(选填“正极”或“负极”)接触。
(2)某同学设计的实验电路如图(a)所示。先将电阻箱的阻值调为R1,将单刀双掷开关S与“1”端相接,记录电流随时间的变化。电容器充电完成后,开关S再与“2”端相接,相接后小灯泡亮度变化情况可能是________(选填正确答案标号)。
A.迅速变亮,然后亮度趋于稳定
B.亮度逐渐增大,然后趋于稳定
C.迅速变亮,然后亮度逐渐减小至熄灭
(3)将电阻箱的阻值调为R2(R2>R1),再次将开关S与“1”端相接,再次记录电流随时间的变化情况。两次得到的电流I随时间t的变化如图(b)中曲线所示,其中实线是电阻箱阻值为________(选填“R1”或“R2”)时的结果,曲线与坐标轴所围面积等于该次充电完成后电容器上的________(选填“电压”或“电荷量”)。
[解析] (1)检测电池电压时,电流从电池正极流出,多用电表要求电流“红进黑出”,故红表笔接电池正极。
(2)当开关S接“1”时,电容器充电,充电完成后电容器两端电压最大,当开关S接“2”时电容器放电,电流从正极板经小灯泡后流向负极板,小灯泡迅速变亮,随着电流通过,正、负极板电荷中和,电容器所带电荷量减小,根据C=可知,电容器两端电压降低,则小灯泡亮度逐渐减小至熄灭,C正确。
(3)接通瞬间,电容器两端电压为零,电阻R两端电压等于电池电压,根据欧姆定律I=可知,刚接通时=,由于R2>R1,所以I1>I2,则题图(b)中实线是电阻箱阻值为R2时的结果;根据平均电流定义式 t,故曲线与坐标轴所围图形的面积等于该次充电完成后电容器上的电荷量。
[答案] (1)正极 (2)C (3)R2 电荷量
4.(2024·广东广州二模)用图甲所示的电路观察电容器的充、放电现象,请完成下列实验内容。
(1)实验时,要通过电流表指针的偏转方向来观测电路中电流的方向,因此电流表应采用图乙中的________(选填“a”或“b”)。
(2)依照图甲所示的电路图,将图乙的实验器材用笔画线代替导线连接成实验电路(图中已有部分连接)。
(3)开关S接1后,小灯泡L________(选填选项前的字母)。
A.一直不亮
B.逐渐变亮,稳定后保持亮度不变
C.突然变亮,然后逐渐变暗,直到熄灭
(4)开关S接1足够长时间后,再将开关S接2。开关S接2之后电压表读数________(选填“逐渐增大”或“逐渐减小”)。
(5)图乙中电容器的电容为________μF。当电容器的电压为10 V时其带电量为________C(结果保留2位有效数字)。
[解析] (1)表a能判断出电流的方向,而表b只能判断有无电流,故电流表应选择题图乙中的a。
(2)实验电路图如图所示。
(3)开关S接1后,在通电瞬间电容器的电阻较小,稳定后电容器相当于断路,所以小灯泡L会突然变亮,然后逐渐变暗,直到熄灭,故C正确,A、B错误。
(4)开关接2后,电容器开始放电,根据公式Q=CU可知,电容器的电容保持不变,但电荷量减小,所以电势差减小,因此电压表读数逐渐减小。
(5)题图乙中电容器的电容为3 300 μF,根据公式Q=CU可知,当电压为10 V时,Q=3 300×10-6×10 C=0.033 C。
[答案] (1)a (2)见解析图 (3)C (4)逐渐减小 (5)3 300 0.033
5.电容器作为储能器件,在生产生活中有广泛的应用。对给定电容值为C的电容器充电,无论采用何种充电方式,其两极间的电势差u随电荷量q的变化图像都相同。
(1)请在图1中画出上述u-q图像。类比直线运动中由v-t图像求位移的方法,求得两极间电压为U时电容器所储存的电能Ep为________。
(2)如图2所示的充电电路中,R表示电阻,E表示电源(忽略内阻)。通过改变电路中元件的参数对同一电容器进行两次充电,对应的q-t曲线如图3中①②所示。
a.①②两条曲线不同是________(选填“E”或“R”)的改变造成的。
b.电容器有时需要快速充电,有时需要均匀充电。依据a中的结论,说明实现这两种充电方式的途径。
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(3)设想使用理想的“恒流源”替换(2)中电源对电容器充电,可实现电容器电荷量随时间均匀增加。请思考使用“恒流源”和(2)中电源对电容器的充电过程,填写下表(选填“增大”“减小”或“不变”)。
电源 “恒流源” (2)中电源
电源两端电压
通过电源的电流
[解析] (1)u-q图像如图所示。
电压为U时,电容器带电荷量为Q,图线和横轴围成的面积表示所储存的电能Ep,则
Ep=QU
又Q=CU,故Ep=CU2。
(2)a.因电容器充完电后,①②两次电荷量相等,由Q=CU=CE知,两次电源电动势相等,故①②两条曲线不同不是E的改变造成的,只能是R的改变造成的。
b.刚开始充电瞬间,电容器两端的电压为零,电路的瞬时电流为I=,故减小电阻R,刚开始充电瞬间电流I大,曲线上该点切线斜率大,即为曲线①,这样能在较短时间内使电荷量达到最大,故可以实现对电容器快速充电。增大电阻R,刚开始充电瞬间电流I小,即为曲线②,该曲线接近线性,可以实现均匀充电。
(3)“恒流源”是指电源输出的电流恒定不变,接“恒流源”时,随着电容器两端电压的增大,“恒流源”两端电压增大;接(2)中电源时,由于忽略电源E的内阻,故电源两端电压不变。通过电源的电流I=,随着电容器两端电压U不断变大,通过电源的电流减小。
[答案] (1)见解析图 CU2 (2)a.R b.减小电阻R,可以实现对电容器快速充电;增大电阻R,可以实现均匀充电
(3)
电源 “恒流源” (2)中电源
电源两端电压 增大 不变
通过电源的电流 不变 减小
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