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目標(biāo)1.知道電容器的基本構(gòu)造，了解電容器的充電、放電過程。目標(biāo)2.理解電容的定義及動態(tài)變化規(guī)律。目標(biāo)3.掌握帶電粒子在電場中做直線運(yùn)動的規(guī)律。
電容器 帶電粒子在電場中的直線運(yùn)動
帶電粒子在電場中的直線運(yùn)動
實驗：觀察電容器的充、放電現(xiàn)象
電容器及平行板電容器的動態(tài)分析
考點一　實驗：觀察電容器的充、放電現(xiàn)象
(2)電容器的放電過程：如圖所示，當(dāng)開關(guān)S接2時，相當(dāng)于將電容器的兩極板直接用導(dǎo)線連接起來，電容器正、負(fù)極板上電荷發(fā)生 ，在電子移動過程中，形成電流。放電開始電流較 (填“大”或“小”)，隨著兩極板上的電荷量逐漸減小，電路中的電流逐漸 (填“增大”或“減小”)，兩極板間的電壓也逐漸減小到零。
(1)按圖連接好電路。(2)把單刀雙擲開關(guān)S打在上面，使觸點1和觸點2連通，觀察電容器的充電現(xiàn)象，并將結(jié)果記錄在表格中。(3)將單刀雙擲開關(guān)S打在下面，使觸點3和觸點2連通，觀察電容器的放電現(xiàn)象，并將結(jié)果記錄在表格中。(4)記錄好實驗結(jié)果，關(guān)閉電源。
(1)電流表要選用小量程的靈敏電流計。(2)要選擇大容量的電容器。(3)實驗要在干燥的環(huán)境中進(jìn)行。(4)電容器充電時電流流向正極板，電容器放電時電流從正極板流出，且充、放電電流均逐漸減小至零。(5)電容器充、放電過程，電容器的電容不變，極板上所帶電荷量和電壓按正比關(guān)系變化。(6)電容器充、放電過程，I－t圖中曲線與坐標(biāo)軸周圍成的面積表示電容器儲存的電荷量。
用圖甲所示的電路觀察電容器的充、放電現(xiàn)象，請完成下列實驗內(nèi)容。(1)實驗時，要通過電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向來觀測電路中電流的方向。因此電流表應(yīng)采用圖乙中的 (選填“a”或“b”)。(2)依照圖甲所示的電路圖，將圖乙的實驗器材用筆畫線代替導(dǎo)線連接成實驗電路(圖中已有部分連接)。(3)開關(guān)S接1后，小燈泡L_____(填選項前的字母)。A.一直不亮 B.逐漸變亮，穩(wěn)定后保持亮度不變C.突然變亮，然后逐漸變暗，直到熄滅
(4)開關(guān)S接1足夠長時間后，再將開關(guān)S接2。開關(guān)S接2之后電壓表讀數(shù) (選填“逐漸增大”或“逐漸減小”)。(5)圖乙中電容器的電容為________μF。當(dāng)電容器的電壓為10 V時其帶電量為________C(保留兩位有效數(shù)字)。
2.小姚利用圖甲電路觀察電容器在充電和放電過程中電流表和電壓表示數(shù)的變化。實驗中電源輸出的電壓為8 V，圖乙實物電路中已完成部分連接。(1)用筆畫線代替導(dǎo)線，完成剩余部分的電路連接。(2)當(dāng)S連接1時，電流表示數(shù)____________，電壓表示數(shù)__________(選填“逐漸增大”“逐漸減小”或“保持不變”)；S接1足夠長時間后，電流表示數(shù)_______(選填“為0”或“不為0”)。當(dāng)S從1斷開后，電流表示數(shù)_____(選填“逐漸增大”“逐漸減小”或“為0”)，電壓表示數(shù)__________(選填“逐漸增大”“逐漸減小”“為0”或“保持不變”)。
考點二　電容器及平行板電容器的動態(tài)分析
(1)電容器始終與恒壓電源相連，電容器兩極板間的電勢差U保持不變。(2)電容器充電后與電源斷開，電容器兩極板所帶的電荷量Q保持不變。(3)兩類典型動態(tài)分析思路比較
知識點4.電容器兩類典型動態(tài)問題
考向1.兩板間電勢差U保持不變
A.當(dāng)電流計的指針向左偏時，被測物體向左移動B.當(dāng)電流計的指針向左偏時，電容器的電壓增大C.當(dāng)電流計的指針向右偏時，電容器的電容增大D.當(dāng)電流計的指針向右偏時，電容器的電荷量減小
考向2.兩板間電荷量不變
2.某學(xué)校氣象興趣小組的同學(xué)利用所學(xué)物理知識設(shè)計了一個電容式風(fēng)力傳感器。如圖所示，將電容器與靜電計組成回路，可動電極在風(fēng)力作用下向右移動，引起電容的變化，風(fēng)力越大，移動距離越大(兩電極不接觸)。若極板上電荷量保持不變，在受到風(fēng)力作用時，則( )
A.電容器電容變 B.極板間電場強(qiáng)度不變C.極板間電壓變大 D.靜電計指針張角越小，風(fēng)力越小
考點三　帶電粒子在電場中的直線運(yùn)動
知識點1.對帶電粒子進(jìn)行受力分析時應(yīng)注意的問題
液滴、油滴、塵埃、小球
考向1.帶電粒子在電場中的直線運(yùn)動
A.帶電粒子獲得的加速度變小 B.帶電粒子到達(dá)負(fù)極板的時間變短C.帶電粒子到達(dá)負(fù)極板時的速度變小 D.加速全過程靜電力對帶電粒子的沖量變小
考向2.帶電體在電場中的直線運(yùn)動
(1)小球在AB桿上運(yùn)動的加速度大??；
(2)小球從A運(yùn)動到C過程中摩擦力所做的功。
(1)小球A剛進(jìn)入電場時的速度大小；
(2)要使小球B第一次下落時不穿出電場下邊界，電場區(qū)域的最小高度H。
考向3.帶電粒子在交變電場中的直線運(yùn)動
1．（2024·甘肅·高考真題）一平行板電容器充放電電路如圖所示。開關(guān)S接1，電源E給電容器C充電；開關(guān)S接2，電容器C對電阻R放電。下列說法正確的是（　?。〢.充電過程中，電容器兩極板間電勢差增加，充電電流增加B.充電過程中，電容器的上極板帶正電荷、流過電阻R的電流由M點流向N點C.放電過程中，電容器兩極板間電勢差減小，放電電流減小D.放電過程中，電容器的上極板帶負(fù)電荷，流過電阻R的電流由N點流向M點?
A.材料豎直方向尺度減小 B.極板間電場強(qiáng)度不變C.極板間電場強(qiáng)度變大 D.電容器電容變大
6．（2024·廣西·高考真題）某同學(xué)為探究電容器充、放電過程，設(shè)計了圖甲實驗電路。器材如下：電容器，電源 E（電動勢6V，內(nèi)阻不計），電阻R1 = 400.0Ω，電阻R2 = 200.0Ω，電流傳感器，開關(guān)S1、S2，導(dǎo)線若干。實驗步驟如下： (1)斷開S1、S2，將電流傳感器正極與a節(jié)點相連，其數(shù)據(jù)采樣頻率為5000Hz，則采樣周期為 s；(2)閉合S1，電容器開始充電，直至充電結(jié)束，得到充電過程的I—t曲線如圖乙，由圖乙可知開關(guān)S1閉合瞬間流經(jīng)電阻R1的電流為 mA（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；(3)保持S1閉合，再閉合S2，電容器開始放電，直至放電結(jié)束，則放電結(jié)束后電容器兩極板間電壓為 V；(4)實驗得到放電過程的I—t曲線如圖丙，I—t曲線與坐標(biāo)軸所圍面積對應(yīng)電容器釋放的電荷量為0.0188C，則電容器的電容C為 μF。圖丙中I—t曲線與橫坐標(biāo)、直線t = 1s所圍面積對應(yīng)電容器釋放的電荷量為0.0038C，則t = 1s時電容器兩極板間電壓為 V（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。
7．（2023·福建·高考真題）某同學(xué)用圖（a）所示的電路觀察矩形波頻率對電容器充放電的影響。所用器材有：電源、電壓傳感器、電解電容器C（4.7μF，10V ），定值電阻R（阻值2.0kΩ ）、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。（1）電解電容器有正、負(fù)電極的區(qū)別。根據(jù)圖（a），將圖（b）中的實物連線補(bǔ)充完整 ；
(1)為測量電容器充放電過程電壓U和電流I變化，需在①、②處接入測量儀器，位置②應(yīng)該接入測______(電流、電壓)儀器。
(2)接通電路并接通開關(guān)，當(dāng)電壓表示數(shù)最大時，電流表示數(shù)為___。
位置②與電容器并聯(lián)，為測電壓儀器。
電壓表示數(shù)最大時，電容器充電完畢。
A.一直穩(wěn)定在某一數(shù)值B.先增大，后逐漸減小為零C.先增大，后穩(wěn)定在某一非零數(shù)值
(1)把開關(guān)S接1，微安表指針迅速向右偏轉(zhuǎn)后示數(shù)逐漸減小到零：然后把開關(guān)S接2，微安表指針偏轉(zhuǎn)情況是___；
A.迅速向右偏轉(zhuǎn)后示數(shù)逐漸減小 B.向右偏轉(zhuǎn)示數(shù)逐漸增大C.迅速向左偏轉(zhuǎn)后示數(shù)逐漸減小 D.向左偏轉(zhuǎn)示數(shù)逐漸增大
當(dāng)微安表示數(shù)穩(wěn)定時，電容器中不再有電流通過，此時干電池、電阻箱、微安表和電壓表構(gòu)成回路
(1)用多用電表的電壓擋檢測電池的電壓。檢測時，紅表筆應(yīng)該與電池的______(填“正極”或“負(fù)極”)接觸。
【詳解】[1]多用電表紅表筆流入電流，黑表筆流出電流，故電流表紅表筆應(yīng)該與電池的正極接觸；
A.迅速變亮，然后亮度趨于穩(wěn)定B.亮度逐漸增大，然后趨于穩(wěn)定C.迅速變亮，然后亮度逐漸減小至熄滅

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