充電時電流從電源正極流出，放電時電容器相當(dāng)于電源，電流從電容器正極流出。
類型1　實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)與器材選取
[題組訓(xùn)練]1．下列電容器相關(guān)知識描述正確的是(　　)甲　　　　　　　　　　　乙丙　　　　　丁　　　　　　　戊
A．圖甲為電容器充電示意圖，充電完成后電容器上極板帶正電，兩極板間的電壓U等于電源的電動勢EB．圖乙為電容器放電示意圖，若電容器上極板帶電荷量為＋Q，則放電過程中通過安培表的電流方向從右向左，流過的總電荷量為2QC．圖丙為電解電容器的實(shí)物圖和符號，圖丁為可變電容器及其符號，兩種電容使用時都嚴(yán)格區(qū)分正負(fù)極D．圖戊中的電容器上有“5.5 V　1.0 F”字樣，說明該電容器只有兩端加上5.5 V的電壓時電容才為1.0 F
A　[題圖甲為電容器充電過程，充電完成后電容器上極板與電源的正極相連，同時兩極板間的電壓U等于電源的電動勢E，故A正確；題圖乙為電容器放電過程，若電容器上極板帶電量為＋Q，則放電過程中通過安培表的電流方向從右向左，且流過的總電量為Q，故B錯誤；題圖丙為電解電容器的實(shí)物圖和符號，題圖丁為可變電容器及其符號，前者電容器使用時嚴(yán)格區(qū)分正負(fù)極，后者不用，故C錯誤；題圖戊中的電容器上有“5.5 V　1.0 F”字樣，說明該電容器兩端所能承受電壓最大值為5.5 V，而電容與電容器的電壓及電荷量均無關(guān)，總是為1.0 F，故D錯誤。故選A。]
2．(2023·南京外國語學(xué)校質(zhì)量檢測)圖甲是觀察電容器放電的電路。先將開關(guān)S與1端相連，電源向電容器充電，然后把開關(guān)S擲向2端，電容器通過電阻R放電，電流傳感器將電流信息傳入計(jì)算機(jī)，在屏幕上顯示出電流隨時間變化的I-t曲線如圖乙所示，則下列判斷正確的是(　　)
A．隨著放電過程的進(jìn)行，該電容器的電容逐漸減小B．根據(jù)I-t曲線可估算出該電容器的電容大小C．根據(jù)I-t曲線可估算出電容器在整個放電過程中釋放的電荷量D．電容器充電過程的I-t曲線電流應(yīng)該隨時間的增加而增大
C　[電容器的電容只由電容器本身決定，與電容器所帶電荷量無關(guān)，選項(xiàng)A錯誤；由q＝It知，I-t曲線中圖線與t軸所圍圖形面積表示電容器在整個放電過程中釋放的電荷量，選項(xiàng)B錯誤，C正確；電容器充電前電流為零，充電結(jié)束時電流也為零，故電容器充電過程的電流應(yīng)該隨時間先增大后減小，選項(xiàng)D錯誤。]
3．用下列器材測量電容器的電容：一塊多用電表，一臺直流穩(wěn)壓電源，一個待測電容器(額定電壓16 V)，定值電阻R1＝100 Ω，定值電阻R2＝150 Ω，電流傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)，單刀雙擲開關(guān)S，導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)過程如下：
請完成下列問題：(1)第1次實(shí)驗(yàn)中，電阻R1兩端的最大電壓U＝________ V。利用計(jì)算機(jī)軟件測得i-t曲線和兩坐標(biāo)軸所圍的面積為90 mA·s，已知電容器放電時其內(nèi)阻可以忽略不計(jì)，則電容器的電容為C＝__________ F。 (2)第2次實(shí)驗(yàn)中，電流隨時間變化的i-t曲線應(yīng)該是圖丙中的虛線__________(選填“b”“c”或“d”)，判斷依據(jù)是___________________________________________。
[答案]　(1)9　1.0×10－2　(2)c　見解析
電容器充放電的電流不是恒定的，是變化的，電荷量的計(jì)算需利用i-t圖線，i-t曲線與坐標(biāo)軸圍成面積表示對應(yīng)的電荷量，大于半格的算一格，小于半格的不算。
類型2　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析
[題組訓(xùn)練]1．(2023·南京金陵中學(xué)模擬)小明同學(xué)想根據(jù)學(xué)習(xí)的知識，估測一個電容器的電容。他從實(shí)驗(yàn)室找到8 V 的穩(wěn)壓直流電源、單刀雙擲開關(guān)、電流傳感器(與電腦相連，能描繪出電流i隨時間t變化的圖線)、定值電阻和導(dǎo)線若干，連成如圖甲所示的電路。實(shí)驗(yàn)過程如下，完成相應(yīng)的填空(所有結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)。
甲　　　　　　　　　　　　　乙(1)先使開關(guān)S與1端相連，電源給電容器充電(充滿)。(2)開關(guān)S擲向2端，電容器放電，此時電路中有短暫的電流。流過電阻R的電流方向?yàn)開_______(填“從右向左”或“從左向右”)。
(3)傳感器將電流信息傳入計(jì)算機(jī)，屏幕上顯示出電流隨時間變化的i-t曲線如圖乙所示。(4)根據(jù)圖像估算出電容器在全部放電過程中釋放的電荷量為________ C。(5)根據(jù)前面的信息估算出該電容器的電容為________ F。
[答案]　 (2) 從右向左　(4) 2.5×10－3 C(2.4×10－3～2.6×10－3 C均可)　(5)3.1×10－4 F(3.0×10－4～3.3×10－4 F均可)
2．如圖甲所示是一種測量電容器電容的實(shí)驗(yàn)電路圖，實(shí)驗(yàn)是通過對高阻值電阻放電的方法，測出電容器充電至電壓U時所帶電量Q，從而再求出電容器的電容C。某同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)時的情況如下：接通開關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使小量程電流表的指針偏轉(zhuǎn)接近滿刻度，記下此時電流表的示數(shù)是I0＝490 μA，電壓表的示
數(shù)U0＝8.0 V，I0、U0分別是電容器放電時的初始電壓和電流。斷開開關(guān)S，同時開始計(jì)時，每隔5 s測讀一次電流I的值，將測得數(shù)據(jù)填入表格，并標(biāo)在圖乙坐標(biāo)紙上(時間t為橫坐標(biāo)、電流i為縱坐標(biāo))，結(jié)果如圖中小黑點(diǎn)所示。
(1)在圖乙中畫出i-t圖線，圖線與坐標(biāo)軸所圍成面積的物理意義是_________________________________________。(2)該電容器電容為________F(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(3)若某同學(xué)在做放電實(shí)驗(yàn)時把電壓表接在F、D兩端，則電容的測量值比它的真實(shí)值________(選填“大”“小”或“相等”)。
(3)電容的測量值比它的真實(shí)值偏小，原因是若把電壓表接在F、D兩端，則電容器在放電時，有一部分電荷量會從電壓表中通過，從而使得通過電流表中的電荷量小于電容器的帶電量，從而使電容的測量值比它的真實(shí)值偏小。[答案]　(1)在開始放電時電容器所帶的電荷量(2)1.1×10－3　(3)小
3．利用DIS電流傳感器可以測電容器的電容。讓充電后的電容器通過大電阻R放電，電流傳感器A與計(jì)算機(jī)連接，記錄放電電流I隨時間t變化的圖像，圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積，數(shù)值上等于電容器的帶電荷量Q(可用DIS系統(tǒng)軟件計(jì)算)，Q與充電電壓U的比值即為電容器的電容C。甲　　　　　　　　乙
A　　　　　　　　BC　　　　　　　　D丙
(1)圖甲、圖乙為放電法測量電容的兩種電路原理圖，先使開關(guān)S與1端相連，充電結(jié)束后，讀出電壓表的示數(shù)。然后把開關(guān)扳向2端，記錄圖像，測量出電容器的帶電荷量Q。在甲、乙兩圖中，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差較大的是 ________(選填“甲”或“乙”)，原因是 __________________對實(shí)驗(yàn)的影響，使電容測量值 ______(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。(2)DIS系統(tǒng)軟件記錄的放電電流隨時間變化的圖像可能是圖丙中的 ________。
(3)某同學(xué)選擇了正確的實(shí)驗(yàn)電路圖，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)操作獲得了多組數(shù)據(jù)，如表所示：
請根據(jù)以上數(shù)據(jù)，在圖丁中作出Q-U圖像，由圖像可得該電容器的電容是 ________ μF(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
(4)該同學(xué)是通過滑動變阻器來改變電容器的充電電壓的，請結(jié)合上述電路原理圖，在圖戊的方框內(nèi)作出能改變電容器充電電壓的電路原理圖。(5)該同學(xué)在完成電容的測量實(shí)驗(yàn)后，把一多用表的選擇開關(guān)調(diào)到歐姆擋，正確調(diào)零后把紅黑表筆同時與電容器的兩極接觸，請你描述接觸后多用表指針的偏轉(zhuǎn)情況。
(4)按要求對圖甲對進(jìn)行改進(jìn)后，又能調(diào)壓，又能測電容的電路圖如圖所示

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