实验 电容器的充放电
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
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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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。
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实验电容器的充放电
◆实验目的
观察电容充放电过程，并计算电容充放电电量。
◆实验原理
电容器充电后，所带电量Q与两极板间电压U和电容C之间满足Q＝CU的关系。
U 可由电压传感器测出，Q可由电容器放电测量。
使电容器放电电流随电容器两极板间的电压下降而减少，通过测出不同时刻的放电电流值，直至I＝0，作出放电电流I随时间变化的曲线，对曲线积分即等于电容器所带电量。
由C＝Q／U可求出电容器的电容值。
◆实验器材
朗威®DISLab、计算机、朗威®系列电学实
验板EXB-10、学生电源、导线等。
◆实验装置图
见右图。
◆实验过程与数据分析
1、将电压、多档电流传感器接入数据采
集器，如图所示连接实验板EXB-10,滑动变阻
器,学生电源,并将电阻箱阻值调制30Ω接入电
路；
2、分别对电压传感器和多档电流传感器进行调零后打开电源开关。
3、启动“组合图线”功能，调节采样频率到200HZ并将电源接入实验板EXB-10，开关K1由2拨到1；当曲线平缓上升趋于稳定后，再把K1拨到2，即可得到充放电图线；
4、利用只控制选择图线的功能，选择“电流—时间”图线。
5、选择电容放电的一段“电流—时间”图线并积分，得到电容的电量Q。
6、将实验数据及图像进行保存。
注意：可以将计算表格内的实验数据复制后用于其它分析软件，亦可直接导入Excel。