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1、考點規(guī)范練39 觀察電容器的充、放電現(xiàn)象
1.電流傳感器可以把電容器放電電流隨時間變化規(guī)律描繪出來。一個電容器先把它接到8 V的電源上充電。然后通過電流傳感器放電,其電流隨時間變化圖像如圖所示。由圖像和坐標軸所圍的面積知道電容器放電前所帶的電量。已知如圖所圍的面積約為40個方格,由圖可算出電容器的電容為 F。?
2.(2018·河北衡水期末)電路中電流大小可以用電流傳感器測量,用電流傳感器和計算機可以方便地測出電路中電流隨時間變化的曲線。某興趣小組要測定一個電容器的電容,選用器材如下:
待測電容器(額定電壓為16 V);電流傳感器和計算機;直流穩(wěn)壓電源;定值電阻R0=100
2、 Ω、單刀雙擲開關;導線若干;
實驗過程如下:
①按照圖甲正確連接電路;
②將開關S與1端連接,電源向電容器充電;
③將開關S擲向2端,測得電流隨時間變化的i-t圖線如圖乙中的實線a所示;
④利用計算機軟件測出i-t曲線和兩坐標軸所圍的面積。
請回答下列問題:
(1)已知測出的i-t曲線和兩坐標軸所圍的面積為42.3 mA·s,則電容器的電容C= F;?
(2)若將定值電阻換為R1=180 Ω,重復上述實驗步驟,則電流隨時間變化的i-t圖線應該是圖丙中的虛線 (選填“b”“c”或“d”)。?
甲
乙
丙
3.(2018·北京東城區(qū)二模)在測定電
3、容器電容值的實驗中,將電容器、電壓傳感器、阻值為3 kΩ的電阻R、電源、單刀雙擲開關按圖甲所示電路圖進行連接。先使開關S與1端相連,電源向電容器充電,充電完畢后把開關S擲向2端,電容器放電,直至放電完畢。實驗得到的與電壓傳感器相連接的計算機所記錄的電壓隨時間變化的u-t曲線如圖乙所示,圖丙為由計算機對圖乙進行數據處理后記錄了“峰值”及曲線與時間軸所圍“面積”的圖。
甲
乙
丙
(1)根據圖甲所示的電路,觀察圖乙可知:充電電流與放電電流方向 (選填“相同”或“相反”),大小都隨時間 (選填“增加”或“減小”);?
(2)該電容器的電容值為 F;(結果保留
4、兩位有效數字)?
(3)某同學認為:仍利用上述裝置,將電壓傳感器從電阻兩端改接在電容器的兩端,也可以測出電容器的電容值。請你分析并說明該同學的說法是否正確。
考點規(guī)范練39 觀察電容器的充、放電現(xiàn)象
1.解析根據Q=It以及圖像的遷移應用可知,圖像與時間軸所圍成的面積表示電荷量,則可知:
電荷量q=40×0.2×10-3×0.4C=3.2×10-3C;
則由C=QU=3.2×10-38F=4×10-4F。
答案4×10-4
2.解析(1)由i-t圖像得到開始時電流為I=90mA=0.09A;
故最大電壓為U=IR1=0.09A×100Ω=9V;
故電容為C=QU=42.3
5、mA·s9V=4.7×10-3F
(3)換用180Ω的電阻,則根據im=UmR,因第2次實驗的最大電流小些,故不是b;根據Qm=CUm,因兩條曲線分別與坐標軸所圍的面積相等,故不是d,是c。
答案(1)4.7×10-3 (2)c
3.解析(1)由題圖可知,充電和放電時R兩端的電勢相反,則說明流過的電流方向相反;電壓均隨時間減小,所以說明電流均在減小;
(2)根據歐姆定律可知,I=UR,圖像的面積表示Ut,則可知,圖像面積與R的比值表示電荷量;
則可知,充電過程最大電荷量q=182.73000C=0.0609C;
由C=QU=0.06096F=1.0×10-2F;
(3)因為當開關S與2連接,電容器放電的過程中,電容器C與電阻R上的電壓大小相等,因此通過對放電曲線進行數據處理后記錄的“峰值Um”及曲線與時間軸所圍“面積S”,仍可應用C=QU=SRUm計算電容值。
答案(1)相反 減小 (2)1.0×10-2 (3)正確 當開關S與2連接,電容器放電的過程中,電容器C與電阻R上的電壓大小相等,因此通過對放電曲線進行數據處理后記錄的“峰值Um”及曲線與時間軸所圍“面積S”,仍可應用C=QU=SRUm計算電容值。
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（天津專用）2020屆高考物理一輪復習 考點規(guī)范練39 觀察電容器的充、放電現(xiàn)象（含解析）新人教版
