2020届高考物理人教版(天津专用)一轮复习课件:实验课10 观察电容器的充、放电现象 .pptx
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1、实验课10 观察电容器的充、放电现象,-2-,一、实验目的 1.通过传感器结合计算机观察电容器的充、放电现象。 2.掌握应用计算机及传感器采集数据信息。 二、实验原理 电流传感器是采用霍尔元件测量电路中的电流及其变化规律,并借助于计算将电流及其变化规律显现出来。因此可以将电流传感器与计算机相连,能在几秒钟时间内画出电流随时间变化的图像。,-3-,实验电路设计如图所示。,-4-,三、实验器材 电流传感器、电子计算机、定值电阻R、直流稳压电源,耐压10 V以上电容50 F的电解电容器、单刀双掷开关、单刀开关、导线、电源8 V等。,-5-,四、实验步骤 1.观察电容器充电现象 (1)按照“观察电容器
2、充电的电路图”连接好电路。 (2)闭合开关,给电容器充电。 (3)根据传感器传递给电子计算机的电流信息,通过计算机中的软件将传感器收集的信息拟合成I-t图像,仔细观察I-t图像,可以分析出电容器充电时电流随时间变化的规律(如图所示)。,-6-,2.观察电容器放电现象 (1)按照“观察电容器放电的电路图”连接好电路。 (2)先将开关S扳向1,给电容器充电完毕后,将开关扳向2,电容器将通过电阻R放电。 (3)根据传感器传递给电子计算机的放电电流信息,通过计算机中的软件将传感器收集的信息拟合成I-t图像,仔细观察I-t图像,可以分析出电容器放电时电流随时间变化的规律(如图所示)。,-7-,五、实验数
3、据处理 若实验电路中直流电源电压为8 V。 1.在图中画出一个如图所示竖立的狭长矩形(t很小),它的面积的物理意义表示在t时间内通过电流传感器的电荷量。整个图像与横轴所围的面积的物理意义是整个充电或放电时间内通过电流传感器的电荷量,也等于充满电后或放电开始时电容器极板上的电荷量。,-8-,2.估算电容器充电或放电过程中电荷量的方法是: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。则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,由电容器定义式 估算出电容器的电容C。
4、 六、实验误差分析 本实验中的误差来源主要取决于电流传感器的灵敏度与计算机数据收集处理软件的准确性。,-9-,考向1,考向2,考向3,实验原理与操作 例1(2018山东日照期中)小明同学想根据学习的知识,估测一个电容器的电容。他从实验室找到8 V的稳压直流电源、单刀双掷开关、电流传感器(与电脑相连,能描绘出电流i随时间t变化的图线)、定值电阻和导线若干,连成如图甲所示的电路。实验过程如下,完成相应的填空。,-10-,考向1,考向2,考向3,(1)先使开关S与1端相连,电源给电容器充电(充满); (2)开关S掷向2端,电容器放电,此时电路中有短暂的电流。流过电阻R的电流方向为 (选填“从右向左”
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