根据电路图连接实物图(含电流表)
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主题三电学专题题型27电学作图题专项(解析版)题型归纳题型一实物图补充连接类型题型二电路设计类型题型三根据电路图画实物图或实物图画电路图类型题型四电路故障修改类型题型五电表补充类型题型六磁现象类型题型一实物图补充连接类型1.(2022•安顺)请按图甲所示的电路图,将图乙中的实物电路,用笔画线代替导线完成电路连接。
(连接时导线不交叉)【解答】解:根据图甲可知,该电路为串联电路,电压表测量R 1两端的电压;根据电路图连接实物图如下所示:2.(2022•淮安)用笔画线代替导线,连接图中实物电路,使电灯L 1、L 2串联。
【解答】解:使电灯L 1、L 2串联,在电流的路径只有一条,如图所示:3.(2022•日照)小明学习了欧姆定律后,用如图所示器材测量电阻R x的阻值。
图中已完成部分电路连接,请用笔画线表示导线,将该电路补充完整。
要求:原有导线不能改变也不能与之交叉;电压表的量程要恰当;滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数变小。
【解答】解:测量电阻R x的阻值时,电压表应并联在定值电阻的两端;由图可知,电源电压由2节干电池组成,电源电压为3V,所以电压表选用小量程;滑动变阻器的滑片P向右移动时,电流表的示数变小,根据欧姆定律可知,电路中的总电阻变大,滑动变阻器接入电路的电阻变大,所以滑动变阻器应接左下接线柱,如图所示:4.(2022•六盘水)如图所示是未完成连接的电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整。
要求:标出闭合开关后图中小磁针静止时左端磁极名称,滑动变阻器滑片向左端移动,通电螺线管的磁性增强,导线不能交叉。
【解答】解:由图知,电路连接完毕,闭合开关后,电流从螺线管的右端进入,从左端流出。
由安培定则知,通电螺线管的左端为N极;根据同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引知,小磁针的左侧为N极,右侧为S极;在匝数一定时,提高通电螺线管的电流越大,磁性越强。
滑片向左端移动后,通电螺线管的磁性增强,螺线管的电流增大,滑动变阻器接入电路的电阻减小,所以滑动变阻器一定接入左端下面接线柱。
1、解:分析电路,可见开关S1在干路,S2与灯L2串联在一个支路,L1在一个支路,两灯并联,电路图如图所示:2、解:从正极开始分支,一支经灯泡L2,另一支经灯泡L1和开关K1,两支电流会和K2后回到负极,如图所示:3、解:电动机和灯泡并联连接,一个开关控制整个电路,另外两个开关分别控制两条支路,电路图如下:4、解:从正极开始连接,依次是开关、电流表A1;然后分支,一支经灯泡L1回到负极;另一支经电流表A2、灯泡L2回到负极;如答图所示:5、6、解:由实物电路图知,两灯泡并联,开关S1控制干路,电流表测干路电流,开关S2控制灯L2,电压表测并联电路电压,据此作出电路图如图所示;7、解:由图知:电流从电源的正极流出,经开关S后分成两支:①灯L1;②开关S1和灯L2;然后再汇合到一起回到电源的负极.如图所示:8、解:图中有电压表、有电流表,可以首先对电压表采用“先摘除再复原”的处理方法,然后将电流表视作导线,再判断电路的连接方式:电流从电源正极出发,流经开关S后,分成两支:一支通过灯L2和电流表回到电源的负极,另一支通过滑动变阻器和灯L1回到电源的负极;再将电压表复原,发现电压表测的是灯L1两端的电压;综上可知:此电路是并联电路,开关控制整个电路,且电流表测L2支路的电流,电压表测灯泡L1两端的电压.9、电流从电源正极出发,流经开关S后,分成两支:①通过灯L1和电流表;②通过灯L2;两路汇合后回到电源的负极;再将电压表复原,发现电压表测的是灯L2两端的电压;综上可知:此电路是并联电路,开关控制整个电路,两灯并联,且电流表测L1支路的电流,电压表测各支路两端的电压.10、解:从实物图中可以看出,两只灯泡并联,电键K3控制整个电路,电键K1控制灯泡L1,电键K2控制灯泡L2,电流表A测量通过灯泡L2中的电流;电压表测量并联电路两端电压.在电源外部电流总是从电源正极流向电源负极.从正极开始,电流经过电键K3后进行分支,一支经电键K1、灯泡L1;另一支经电键K2、灯泡L2和电流表A;然后两路汇合共同经过开关后回到电源负极;电压表并联在并联电路两端;并表出电流的方向.如图所示:11、12、13、解:该电路为串联电路,开关控制整个电路,滑动变阻器控制电路中的电流,用导线将电源、开关、滑动变阻器和小灯泡顺次连接起来,电压表并联在灯泡两端.如图所示:14、解:从正极开始连接,经开关后分支,一支经电流表、灯泡L1回到负极;另一支经灯泡L2回到负极。
专题1 电路图与实物图画电路图、连接实物图是电学中必备技能,是不少省市中考的必考点。
通过电路图连接实物图、实物图画电路图能很好的反映考生对电路的结构、特点的认识,是学好后面电学知识的关键。
一、由实物图画电路图:1、观察实物连接图,从电源的正极开始顺着电流的方向分析电流有几条路径回到电源负极,每个路径上都有哪些元件;2、用规定的符号从电源的正极开始,依次用符号代替各元件,注意电流路径有几条,电流从哪里分开,又从哪里汇合,直到回到电源负极(也可以从电源的正极开始,先完成一条电流路径上的元件符号,再并入其他条路径上的元件符号,注意从分流点和汇合点并入)3、在对应的符号旁边标明对应的字母符号。
例题1 (2021湖北鄂州)请根据实物图,画出对应的电路图。
【答案】见解析。
【解析】方法1:根据电流流向法画电路图。
先画出电池,电流从电池的正极出发,依次经过开关、电流表A2分流出两条路径:一条支路电流经过灯泡L2、电流表A1,另外一条支路电流经过灯泡L1,两支电流汇合后,回到负极,故电路图如下:方法2:从电源的正极开始,先完成A2、L2、A1这条电流路径上的元件符号,回到电源负极,再从A2的流出端A(或L2的流入端B)并入L1这条路径上的元件符号,回到A1的流出端,考点透视迷津点拨与点对点讲作图如下:或。
【点拨】(1)画电路图要求:不多不少、符号规范、画线横平竖直、转弯处取直角、均匀分布、美观实用。
(2)电路图中元件符号的位置要尽量与实物图中实物位置一致。
(3)电流从电流表的正接线柱分开,测支路电流,从负接线柱分开,测干路电流;电流汇合到电流表的正接线柱,测干路电流,汇合到负接线柱开,测支路电流。
(4)实物图中从一根导线的两端引线是一样的,都可以。
对点练:(2021四川射洪九年级期中)请将下面的实物图所对应的电路图画到实线框内。
【答案】见解析。
【解析】由实物图知,两灯并联,开关S1和电流表A在干路上,开关S2在L2支路上,电压表测L1两端电压,由此画出电路图如图所示:二、由电路图连接实物图:(1)串联电路:连接电路时,从电源的正极上用导线依次接好各个元件,最后接到电源的负极上。
甲 乙 丙 电路连接专题---电路图一、根据电路图连接实物图1.根据下图电路图,连接实物图2.按照右上图(a )所示的电路图将图(b )中的实物连接起来 3. 根据电路图连接实物图4.如上图(a )所示电路,将图(b )中的电路元件连接起来进行电流强度的测量。
已知通过灯泡的电流强度小于0.6安 5.(1)在图甲、乙○内填上适当的电表符号,并标出正、负接线柱。
(2)在图丙中根据标出的电流方向,从电池组、电压表、电流表三个元件的符号中选出两个元件符号,分别填进电路的空缺处,填进后要求灯泡L 1和L 2串联,且都能发光。
6. 按照电路图,将对应右图各实物元件连接起来。
V + —二、根据实物图画电路图1.根据下图画出它的电路图2.按照实物图作出电路图3. 按要求组成电路图,元件位置不要移动:(1)图甲要求:只闭合开关S 1时,电灯发光,电铃不发声;只闭合开关S 2时,电灯发光,同时电铃发声。
(2)图乙要求:L 1、L 2并联;滑动变阻器只改变L 1的电流,电流表测L 2的电流,开关控制L 1、L 2的通断。
(3)图丙要求:L 1、L 2串联;电流表测L 1的电流,电压表测L 2的电压,开关控制的L 1通断。
三、根据要求连接实物图或电路图1.将两个灯泡串联起来/将两个灯泡并联起来+—L 3L 2L 1S 2S 1L 2L 1 L 2L 1S2.要求S 为总开关,S 1控制L 1,S 2控制L 2,L 1、L 2并联,画出电路图,连接实物图3.用线条代替导线,将图中的电器元件连成电路。
要求:(1)开关K 1只控制电灯L 1,开关K 2只控制电灯L 2;(2)共用一个电池组4.按要求连接实物图,并画出电路图:(1)图甲要求:L 1、L 2并联,开关S 1控制L 1,开关S 2控制L 1、L 2。
(2)图乙要求:L 1、L 2并联,用两个电流表一次就能测出通过L 1、L 2的电流及总电流。
5.有三盏灯,一个电源,一个开关及一些导线,请按下列要求分别画出电路图。
2023-2024学年九年级物理全一册学优生期中期末复习难点题型专项突破(人教版)专题05 电路图和实物图的连接1.(2023•怀化模拟)如图是某同学在做连接串、并联电路实验的实物图,与这个实物图相对应的电路图是()A.B.C.D.解:由实物图,电流从电源的正极出发,依次经过灯L2、灯L1、开关回到电源负极,是一个串联电路,图AD中两灯并联,图B中开关闭合后会导致L1短路,与实物图不对应,只有C图与实物图对应。
答案:C。
2.(2022•济南模拟)如图所示,与实物一致的电路图是()A.B.C.D.解:分析实物图可知,电流从正极出发,经电流表、灯泡L1、开关、灯泡L2回负极,电压表并联在L1两端。
B 图与实物图符合;A图两灯泡并联,与实物图不符合,C图电压表并联在L2两端了,与实物图不符合;D图电压表并联在电源两端了,与实物图不符合。
答案:B。
3.(2022•武汉中考)下列电路图中,与实物电路对应的是()A.B.C.D.解:根据实物图可知,电流从电源的正极出来,分成两条路径:一条路径经过灯泡L1;另一条路径经过灯泡L2、开关S2;两条电流的路径汇合后经过开关S1回到电源的负极;所以该电路为并联电路,开关S1接在干路中,开关S2控制灯泡L2,故A图正确。
答案:A。
4.(2022•遵义模拟)如图所示的实物电路,关于它的电路图画法正确的是()A.B.C.D.解:由实物图可知,两灯泡并联,电流表测量灯泡L2支路的电流;开关在干路上;A、此图中两灯泡并联,电流表在干路上,故A不符合题意。
B、此图中两灯泡是并联的,电流表测量灯泡L1支路的电流,电流表正负接线柱连接正确,开关在干路上;故B不符合题意;C、此图中两灯泡是并联的,电流表测量灯泡L2支路的电流,电流表正负接线柱连接正确,开关在干路上;故C符合题意;D、此图中两灯泡是并联的,电流表测量灯泡L1支路的电流,但电流表正负接线柱连接错误,开关在干路上;故D不符合题意;答案:C。
备战2021年中考物理电学典型专题各个击破专题1 电路的连接与设计********************************************************************类型一根据电路图连接实物图1. 连接实物图时导线不允许交叉;导线应该接在接线柱上,不能接在导线中间;2. 依据电路图电流从电源的正极流出,依次经过各用电器,最后流回到电源负极的顺序,依次连接各个用电器;3. 电流表和电压表连接时电流必须“正进负出”,要根据题中的条件选择合适的量程;4. 有滑动变阻器时,必须“一上一下”连接,并且根据题中的要求选择正确的接线柱.类型二根据实验要求连接实物电路1. 量程的选择(1)根据小灯泡的额定电压选电压表的量程;(2)根据小灯泡的额定电压和电阻,利用欧姆定律确定电流表的量程.2. 电表的接法:电表按电流“正进负出”的原则连接接线柱;电流表和被测用电器串联,电压表并联接在被测用电器两端.3. 滑动变阻器接法:滑动变阻器的接线柱按“一上一下”的原则接线,并根据实验要求连接下接线柱.4. 注意事项:连接实物电路时,必须按顺序依次连线,可以从电源正极开始,也可以从电源负极开始,最后回到电源另一极;导线必须接在电路元件的接线柱上,导线不能交叉,不能出现“T”字形接线.类型三根据实物图画电路图1. 作图步骤(1)分析电路:根据实物图判断出电路中各元件的串、并联关系;(2)画草图:先画出干路,从电源的“+”极开始,到电源“-”极为止,有电压表时最后再连接电压表(要确定好电压表的测量对象),再从分点画出支路,直到合点;(3)检查电路图:看各电表的测量对象和开关的作用是否和实物图一样,确保没有遗漏、短路、断路和错误;(4)修改草图:把电路图画成标准的串联或并联电路,得到规范电路,元件不能画在拐角.2. 注意事项(1)电路元件的符号用统一规定的符号;(2)画的线应横平竖直,呈长方形;(3)电路元件符号不要画在拐弯处;(4)遇到电流分流处要画“黑点”;(5)线路连接要连续,不能有断点.类型四电路纠错实物电路中的常见错误(1)电源短路,也就是电流不经过用电器直接回到电源负极;(2)局部短接,被局部短路的用电器不能工作;(3)电压表、电流表的正负接线柱错接了,或者量程选的不合适(过大或过小);(4)滑动变阻器错接了(全上或全下接入电路).考点一根据实物图画电路图1.把两节干电池、两个开关、一个小灯泡、一个电动机连成如图所示的电路,请在右边方框内画出与实物图对应的电路图。
由电路图连接实物图的方法根据电路图连接实物图是初学电路时的难点之一。
但是,只要利用适当的方法,配以适量的训练,也不难掌握其要点。
常用方法有二。
方法一:分支路连接法步骤:1、找电源;2、从电源正极开始,沿电流方向先接其中一条支路,直到电源负极;3、找准分支点,再将另一条支路连到两分支点之间。
缺点:易找错分支点。
原因:电流从用电器的接线柱流过与电流流经用电器区分不清。
解决方法:将电路中先连接好的那一条支路涂重些,找出各分支点分别在连接哪两个电路元件的导线上,再将第二条支路的一端接在这根导线的任一端;同样的方法将另一端接上。
方法二:齐头并进法步骤:1、找电源;2、从电源正极开始,遇分支点就将几条路并列连上;3、分别经过各自的用电器后再汇集,直到电源的负极。
缺陷:实物摆放不整齐时,容易连错。
原因:对电流路径不熟悉。
解决方法:1、明确所谓“电路”即“电流的路”,与“人走的路”含义相似;2、齐头并进时,先将一条路连接,直到另一个分支点;再将第二条支路连上。
然后,连到负极。
3、导线的排布要合理。
总之,适合自己的方法就是好的方法,只要抓住基本方法,适当练习,连接实物图决不是问题。
其实挺简单的分清正负极电源开关和各个元件间的关系画电路图首先克服怕难思想,然后要掌握方法。
画电路图题型大约可分为以下几种:1、看实物画出电路图。
2、看图连元件作图。
3、根据要求设计电路。
4、识别错误电路,并画出正确的图。
一般考试就以上四种作图,下面就它们的作图方法详细说明。
(一)看实物画电路图,关键是在看图,图看不明白,就无法作好图,中考有个内部规定,混联作图是不要求的,那么你心里应该明白实物图实际上只有两种电路,一种串联,另一种是并联,串联电路非常容易识别,先找电源正极,用铅笔尖沿电流方向顺序前进直到电源负极为止。
明确每个元件的位置,然后作图。
顺序是:先画电池组,按元件排列顺序规范作图,横平竖直,转弯处不得有元件若有电压表要准确判断它测的是哪能一段电路的电压,在检查电路无误的情况下,将电压表并在被测电路两端。
第九章静电场实验十观察电容器的充、放电现象观察电容器的充、放电现象是课标新增实验,在高考中已经出现了对该实验的考查,如2023年新课标卷T22、山东卷T14、福建卷T13.本实验可以形象地将电容器充、放电过程中电流随时间变化的规律呈现出来,更重要的是处理数据时由“i-t”图像求电容器充、放电的电荷量所用的方法,这对学生领会“微元”“化归”等思想方法有着积极意义.预计2025年高考中仍会出现该实验的考查.1.实验目的(1)理解电容器的储能特性及其在电路中能量的转换规律.(2)电容器充、放电过程中,电路中的电流和电容器两端电压的变化规律.2.实验原理电容器的充电过程如图,在充电开始时电流比较[1]大(填“大”或“小”),以后随着极板上电荷的增多,电流逐渐[2]减小(填“增大”或“减小”),当电容器两极板间电压等于电源电压时电荷停止定向移动,电流I=0.电容器的放电过程如图,放电开始电流较[3]大(填“大”或“小”),随着两极板上的电荷量逐渐减小,电路中的电流逐渐[4]减小(填“增大”或“减小”),两极板间的电压也逐渐减小到零.3.实验器材直流电源、导线、单刀双掷开关、电容器、定值电阻、电流表(电流传感器)、电压表(电压传感器).4.实验步骤(1)按图连接好电路.(2)把单刀双掷开关S打在上面,使触点1和触点2连通,观察电容器的充电现象,并将结果记录在表格中.(3)将单刀双掷开关S打在下面,使触点3和触点2连通,观察电容器的放电现象,并将结果记录在表格中.(4)记录好实验结果,关闭电源.5.数据处理在I-t图中画出如图所示的竖立的狭长矩形(Δt很小),它的面积的物理意义是在Δt时间内通过电流表的电荷量.6.注意事项(1)电流表要选用小量程的灵敏电流计.(2)要选择大容量的电容器.(3)在做放电实验时,电路中要串联一个电阻,避免烧坏电流表.(4)实验要在干燥的环境中进行.命题点1教材基础实验1.在“用传感器观察电容器的充、放电过程”实验中,按图(a)所示连接电路.电源电动势为8.0V,内阻可以忽略.单刀双掷开关S先跟2相接,某时刻开关改接1,一段时间后,把开关再改接2.实验中使用电流传感器来采集电流随时间的变化信息,并将结果输入计算机.(1)为观察电容器C充电时的现象,应将单刀双掷开关S接1(填“1”或“2”).(2)在充电过程中,测绘的充电电流i随时间t变化的图像可能正确的是A.(3)用图(a)所示电路来观察电容器C的放电现象:使用电流传感器测量放电过程中电路的电流,并将结果输入计算机,得到了图(b)所示的电流i与时间t的关系图像.①通过i-t图像可以发现:电容器放电时,电路中的电流减小得越来越慢(填“快”或“慢”).②已知图(b)中图线与坐标轴所围成图形的面积表示电容器放电过程中所释放的电荷量,根据图像可估计电容器放电前所带电荷量Q约为 3.2×10-3C,电容器的电容C约为4.0×10-4 F.(结果均保留2位有效数字)(4)关于电容器在整个充、放电过程中的q-t图像和U AB-t图像的大致形状,可能正确的有AD(q为电容器极板所带的电荷量,U AB为A、B两板的电势差).(5)图(c )中实线是实验得到的放电时的i -t 图像,如果不改变电路的其他参数,只减小电阻R 的阻值,则得到的i -t 图线可能是图(c )中的 ② (填“①”“②”或“③”).(6)改变电源电动势,重复多次上述实验,得到电容器在不同电压U 下充满电时所带的电荷量Q ,并作出Q -U 图像,则图像应是 B .解析 (1)充电时必须将电容器接电源,故将单刀双掷开关拨向1.(2)电容器充电时,随着电荷量的增加,电容器两极板间电压升高,电阻R 两端分得的电压减小,电路中电流逐渐减小,电容器两极板间电压增大到等于电源电压之后,电流减小为零,A 正确.(3)①从图(b )中可以看出放电时电流减小得越来越慢(斜率的绝对值表示电流的变化快慢);②可数出图线与坐标轴所围成图形有40小格(格数为38~42都正确),所以电容器放电前所带电荷量约为Q =40×15×25×10-3C =3.2×10-3C ,根据电容的定义可得C =QU =4.0×10-4F.(4)电容器在充电过程中,电流由最大逐渐减小,放电过程电流也是由最大逐渐减小,最后变为0,根据Δq =I Δt 可知,q -t 图像的斜率表示电流的大小,A 正确,B 错误;电容器两极板间的电压变化量ΔU AB =ΔqC =IC Δt ,U AB -t 图像的斜率表示IC ,在充电和放电过程中电容器的电容不变,根据充电和放电过程中电流的特点可知,C 错误,D 正确.(5)若只减小电阻R 的阻值,则开始时刻的电流将增大,i -t 图像的纵截距增大,由于总的电荷量一定,则图像与坐标轴围成的面积相同,故曲线②符合要求.(6)对一个特定的电容器,由Q =CU 可知其带电荷量与电压成正比,B 正确.命题点2 创新设计实验2.[2023山东]电容储能已经在电动汽车,风、光发电,脉冲电源等方面得到广泛应用.某同学设计图甲所示电路,探究不同电压下电容器的充、放电过程,器材如下:电容器C(额定电压10V,电容标识不清);电源E(电动势12V,内阻不计);电阻箱R1(阻值0~99999.9Ω);滑动变阻器R2(最大阻值20Ω,额定电流2A);电压表V(量程15V,内阻很大);发光二极管D1、D2,开关S1、S2,电流传感器,计算机,导线若干.图乙图丙回答以下问题:(1)按照图甲连接电路,闭合开关S1,若要升高电容器充电电压,滑动变阻器滑片应向b端滑动(填“a”或“b”).(2)调节滑动变阻器滑片位置,电压表表盘如图乙所示,示数为 6.5V(保留1位小数).(3)继续调节滑动变阻器滑片位置,电压表示数为8.0V时,开关S2掷向1,得到电容器充电过程的I-t图像,如图丙所示.借鉴“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中估算油膜面积的方法,根据图像可估算出充电结束后,电容器存储的电荷量为 3.8×10-3C(结果保留2位有效数字).(4)本电路中所使用电容器的电容约为 4.8×10-4F(结果保留2位有效数字).(5)电容器充电后,将开关S2掷向2,发光二极管D1(填“D1”或“D2”)闪光.解析 (1)滑动变阻器采用分压式接法,根据电路图可知,滑片向b 端滑动时,充电电压升高.(2)电压表的量程为15V ,每个小格表示0.5V ,即电压表的分度值为0.5V ,即在本位估读,读得示数为6.5V.(3)I -t 图像与坐标轴所围的面积等于电容器存储的电荷量,按照多于半格算1格,少于半格可忽略的计数原则,可数得共38个小格,故电容器存储的电荷量为Q =38×15×24×10-3C =3.8×10-3C.(4)由电容的定义式可得C =QU=3.8×10-38.0F =4.75×10-4F ,结果保留2位有效数字得C =4.8×10-4F.(5)电容器左侧极板为正极板,开关S 2掷向2时电容器放电,电流从电容器左侧流出,结合二极管的单向导电性,易知D 1导通并闪光,D 2截止不亮.1.[2022北京]利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象,其中E 为电源,R 为定值电阻,C 为电容器,为电流表,为电压表.下列说法正确的是( B )A.充电过程中,电流表的示数逐渐增大后趋于稳定B.充电过程中,电压表的示数迅速增大后趋于稳定C.放电过程中,电流表的示数均匀减小至零D.放电过程中,电压表的示数均匀减小至零解析 电容器充电电容器放电2.电流传感器可以捕捉到瞬间的电流变化,它与计算机相连,可以显示出电流随时间变化的I -t 图像.按图甲所示连接电路.直流电源电动势为9V ,内阻可忽略,电容器选用电容较大的电解电容器.先使开关S 与1端相连,电源向电容器充电;然后把开关S 掷向2端,电容器通过电阻R 放电,传感器将电流信息传入计算机.屏幕上显示出电流随时间变化的I -t 图像如图乙所示.(1)在图乙所示的I-t图像中用阴影标记面积的物理意义是通电0.2s电容器增加的电荷量(或流过电阻R的电荷量).(2)根据I-t图像估算当电容器开始放电时所带的电荷量q0= 1.8×10-3C(1.7×10-3C 也正确),并计算电容器的电容C= 2.0×10-4F(1.9×10-4F也正确).(均保留2位有效数字)(3)如果不改变电路其他参数,只减小电阻R,充电时I-t曲线与横轴所围成的面积将不变(选填“增大”“不变”或“变小”);充电时间将变短(选填“变长”“不变”或“变短”),简要说明原因:充电电流增大.解析(1)题图乙中1~3.4s的I-t图线是充电电流随时间变化的规律图线,又I-t图线与t轴所围成的面积表示电荷量,则题图乙中阴影面积的物理意义是通电0.2s电容器增加(或流过电阻R)的电荷量.(2)电容器在全部放电过程中释放的电荷量在数值上等于放电过程I-t图线与横轴所围成的面积;首先以坐标纸上的一个小正方形作为一个面积计量单位,数出图线与横轴所围的图形中有多少个完整的小正方形,对于超过该格一半面积的计为一个,不足一半的舍去不计,这样即可以得到包含的小正方形的个数为44个(43~45个都正确);其次确定每个小方格所对应的电荷量,纵坐标的每个小格为0.2mA,横坐标的每个小格为0.2s,则每个小格所代表的电荷量为q=0.2×10-3×0.2C=4.0×10-5C,则电容器开始放电时所带的电荷量q0=nq=44×4.0×10-5C=1.8×10-3C;电容器的电容C=q0U =1.8×10-39F≈2.0×10-4F.(3)如果不改变电路其他参数,只减小电阻R,将开关掷向1,充电完毕时电容器两端的电压不变,由于电容器的电容不变,根据Q=CU可知充入电容器的电荷量不变,即充电时I-t曲线与横轴所围成的面积将不变.将开关掷向1,电容器开始时所带电荷量为0,可知电容器两端的电压U C=0,则电阻R两端的电压U R=E,此时通过R的电流即电容器开始充电时的电流,即I max=U RR;只减小电阻R,则I max增大,而充电时I-t图线与横轴所围成的面积将不变,所以充电时间将变短.3.某同学通过实验观察电容器的放电现象,采用的实验电路如图甲所示,已知所用电解电容器的长引线是其正极,短引线是其负极.(1)按图甲连接好实验电路,开关S应先接到1,再接到2(均选填“1”或“2”),观察电容器的放电现象.(2)根据图甲电路,请在图乙中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接.(3)电容器开始放电的同时开始计时,每隔5s读一次电流表的值i,记录数据如下表.时间t/s0510152025电流i/μA500392270209158101时间t/s303540455055电流i/μA7549302393请根据表中的数据,在图丙中作出电流i随时间t变化的图线.答案(2)如图1所示(3)如图2所示图1 图2解析(1)连接好电路图,开关S应先接到1对电容器进行充电,再接到2使电容器放电,观察电容器的放电现象.(2)根据题图甲所示电路图连接实物电路图,注意电容器正极接电流表正接线柱,实物电路图如图1所示.(3)根据表中实验数据在题图丙中描出对应点,然后画一条平滑曲线,让尽可能多的点过曲线,不能过曲线的点大致均匀分布在曲线两侧,作出图像如图2所示.4.在“用传感器观察电容器的充电”实验中,电路图如图甲所示.一位同学使用的电源电压为8.0V,测得充满电的电容器放电的I-t图像如图乙所示.(1)I-t图线与两坐标轴围成的面积表示的物理意义是放电过程中放出的总的电荷量;若按“数格子”(等于或多于半格算一格,小于半格舍去)法计算,则电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为 2.4×10-3C(结果保留2位有效数字).(2)根据以上数据估算电容器的电容为 3.0×10-4F(结果保留2位有效数字).(3)如果将电阻R换成一个阻值更大的电阻,则放电过程释放的电荷量不变(填“变多”“不变”或“变少”).解析(1)电容器的放电图像是一条逐渐下降的曲线,而q=It,由微元法可知,I-t图线与坐标轴围成的面积表示放电过程中放出的总的电荷量.图线下约有30格,所以电容器在全部放电过程中释放的电荷量约为Q=30×0.0002×0.4C=2.4×10-3C.(2)电容器充满电后所带的电荷量Q=2.4×10-3C,而所加电压U=8.0V,所以电容器的电容C=QU =2.4×10-38.0F=3.0×10-4F.(3)由于电容器充满电后所带的电荷量一定,所有电荷量将通过电阻释放,若将电阻R换成一个阻值更大的电阻,对应的I-t图像更加平缓些,但释放电荷的总量不变.5.如图甲所示是利用电流传感器系统研究电容器充电情况的电路图.将电容器C1接入电路检查无误后进行了如下操作:图甲图乙①将S拨至1,并接通足够长的时间;②将S拨至2;③观察并保存计算机屏幕上的I-t图,得到图线Ⅰ(图乙Ⅰ);④换上电容器C2重复前面的操作,得到图线Ⅱ(图乙Ⅱ).(1)操作①的作用是使电容器不带电.(2)两个电容器相比较,C1的电容较大(填“较大”“较小”或“与C2的电容相等”).(3)由I-t图线可以分析出,两个电容器都充电2s时,C1的电压小于(填“大于”“小于”或“等于”)C2的电压.解析(1)由题图甲可知,将S拨至1,电容器与电阻R串联,所以电容器放电,最终电容器不带电.(2)由题图乙结合图像的含义可知,曲线与坐标轴所围图形的“面积”的大小即电荷量,则充电完毕时,Q1>Q2,两电容器两端电压相等,由C=QU可知C1较大.(3)由I-t图线可以分析出,两个电容器都充电2s时,I1>I2,由U=IR可知,R两端电压U R1>U R2,由串联电路分压可得U C1<U C2.6.[2023新课标]在“观察电容器的充、放电现象”实验中,所用器材如下:电池、电容器、电阻箱、定值电阻、小灯泡、多用电表、电流表、秒表、单刀双掷开关以及导线若干.(1)用多用电表的电压挡检测电池的电压.检测时,红表笔应该与电池的正极(填“正极”或“负极”)接触.(2)某同学设计的实验电路如图(a)所示.先将电阻箱的阻值调为R1,将单刀双掷开关S 与“1”端相接,记录电流随时间的变化.电容器充电完成后,开关S再与“2”端相接,相接后小灯泡亮度变化情况可能是C.(填正确答案标号)A.迅速变亮,然后亮度趋于稳定B.亮度逐渐增大,然后趋于稳定C.迅速变亮,然后亮度逐渐减小至熄灭(3)将电阻箱的阻值调为R2(R2>R1),再次将开关S与“1”端相接,再次记录电流随时间的变化情况.两次得到的电流I随时间t变化如图(b)中曲线所示,其中实线是电阻箱阻值为R2(填“R1”或“R2”)时的结果,曲线与坐标轴所围面积等于该次充电完成后电容器上的电荷量(填“电压”或“电荷量”).解析(1)在使用多用电表时,应保证电流从红表笔流入,从黑表笔流出,即“红进黑出”,因此红表笔应该与电池的正极接触.(2)S与“1”端接时,小灯泡不发光,电容器充电;S与“2”端接时,电容器放电,且放电速度逐渐变小,直至为0,故C对,AB错.(3)实线中电流的峰值较小,说明电路中的电阻较大,对应电阻箱阻值为R2;根据电流的定义式I=q可知q=It,则I-t图线与坐标轴围成的面积为电荷量.t。