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学生实验实验十观察电容器的充、放电现象【实验目的】1.知道电容器充、放电的原理。
2.了解电容器充、放电过程中,电路中电流大小及方向和电容器两端电压的变化情况。
【实验原理】甲1.电容器的充电过程:如图甲所示,当开关S接1时,电容器接通电源。
(1)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,正极板因失去电子而带电,负极板因获得电子而带电,电荷在移动的过程中形成电流。
充电完成后,正、负极板带的异种电荷。
(2)在充电开始时,电流比较 (填“大”或“小”),之后随着极板上电荷的增多,电流逐渐 (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移动,电流I=0。
(3)在充电过程中,由电源获得的储存在电容器中。
乙2.电容器的放电过程:如图乙所示,当开关S接2时,将电容器的两极板直接用导线连接起来。
(1)电容器正、负极板上电荷发生,在电子移动过程中,形成电流。
(2)放电开始时,电流较 (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(填“增大”或“减小”),两极板间的电压也逐渐减小到零。
(3)放电完成后,两极板间不再有电场,转化为其他形式的能量。
【实验器材】直流电源、单刀双掷开关、电容器、灵敏电流计、电压表、定值电阻【实验步骤】1.按图连接好电路;2.把单刀双掷开关S接1,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 接2,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。
【注意事项】1.实验要在干燥的环境中进行。
2.电流表要选用小量程的灵敏电流计。
3.实验中,要选择容量大些的电容器。
4.在做放电实验时,要在电路中串联一个阻值较大的电阻,以免烧坏电流表。
【问题与讨论】1.在电容器充、放电过程中,极板间的电场强度如何变化?2.为了便于观察,可以采用哪些办法延长充、放电的时间?【巩固练习】1.如图所示实验中,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.开头接2时,平行板电容器充电,且上极板带负电2.据某媒体报道,科学家发明了一种新型超级电容器,能让手机在几分钟内充满电。
物理电学实验专题一、伏安法测电阻及拓展1.下表中选出适当的器材，下表中选出适当的器材，试设计一个测量阻值约为试设计一个测量阻值约为15k Ω的电阻的电路。
的电阻的电路。
要求方法简捷，要求方法简捷，R X 两端电压能从0开始变化，要求有尽可能高的精确度。
电流表A 1：量程1mA 内阻约50Ω；电流表A 2：量程300A μ内阻约300Ω电流表A 3：量程100A μ内阻约500Ω；电压表V 1：量程10V 内阻约15K Ω固定电阻：R 0=9990Ω；电流表G ：I g =300A μ、R g =10Ω。
滑动变阻器R 1：阻值约50Ω；额定电流为1A滑动变阻器R 2：阻值约100K Ω额定电流为0.001A 电池组：E=3V ；内阻小但不可忽略；开关，导线若干2. 两块电压表测电阻用以下器材测量一待测电阻R x 的阻值（900～1000Ω）：电源E ，具有一定内阻，电动势约为9.0V ；电压表V 1，量程为1.5V ，内阻r 1＝750Ω；电压表V 2，量程为5V ，内阻r 2＝2500Ω；滑线变阻器R ，最大阻值约为100Ω；单刀单掷开关K ，导线若干。
（1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的31，试画出测量电阻R x 的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）。
（2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线。
（3）若电压表V 1的读数用U 1表示，电压表V 2的读数用U 2表示，则由已知量和测得量表示R x 的公式为R x ＝_________________。
3. 两块电流表测电阻从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A 1的内阻r 1。
要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。
器材代号规格电流表（A 1）量程100mA ，内阻r 1待测（约40Ω）电流表（A 2）量程500uA ，内阻r 2＝750Ω电压表（V ）量程10V ，内阻r 3=10k Ω电阻（R 1）阻值约100Ω，作保护电阻用滑动变阻器（R 2）总阻值约50Ω电池（E ）电动势1.5V ，内阻很小开关（K ）导线若干（1）画出电路图，标明利用器材的代号。
高中物理电学实验专题(总10页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--高中物理电学实验专题实验专题一：伏安法测电阻一. 伏安法测电阻基本原理伏安法测电阻的基本原理是欧姆定律RUI，只要测出元件两端电压和通过的电流，即可由欧姆定律计算出该元件的阻值。
二．认识电流表和电压表：1.理想表：理想电流表内阻=0, 理想电压表内阻 =∞,用理想电表测量电路，对电路不产生影响。
2.实际表：实际电流表内阻很小，但不为零；实际电压表内阻很大，但不会是无穷大。
因此，电流表和电压表对测量电路造成影响，产生误差。
为了减小误差，必须考虑电流表和电压表的接法。
三．电流表的两种接法（一）电流表外接法1、电路如图所示电压表示数＝ R电流表示数＝＋＞测量值 ,小于R的真实值只有当R＜＜时，才有≈R,因此外接法适合测小电阻2、“小外”的含义：在实际应用中，如果推导整个过程很费时，若形象地用“小外”来描述电流表外接法的特点，学生记忆起来很方便。
“小外”含义：小电阻用外接法。
（二）电流表内接法 1.电路图如图所示 电压表示数＝＋电流表示数＝ R 测量值 ,大于R 的真实值 只有当R ＞＞时，才有≈R,因此外接法适合测大电阻2、“大内”的含义：在实际应用中，如果推导整个过程很费时，若形象地用“大内”来描述电流表外接法的特点，学生记忆起来很方便。
“大内”含义：大电阻用内接法。
四．电流表内、外接法的选择为了达到减小误差的目的，小电阻用电流表外接法，大电阻用电流表内接法。
但电阻阻值为多大算是大电阻电阻阻值大小依什么电阻为标准下面我们一起探讨：（一） 定量判定法：当被测电阻R 的大约值和R A 、R V 已知时，可用比较和大小来确定1. 若＞，则说明R 远大于，选用电流表内接法。
2. 若＞，则说明R 远小于, 选用电流表外接法。
3. 若＝ ，选用两种接法都可以。
（二）试触法：在利用伏安法测电阻的实验中，若不知道被测电阻的大约值，可借助试触法确定内、外接法.具体做法是:如图所示组成电路，其中电流表事先已经接好，拿电压表的一个接线柱去分别试触M 、N 两点，观察先后两次试触时两电表的示数变化情况，如果电流表的示数变化比电压表示数变化明显(即UU I I ∆>∆)，说明接M 点时电压表分流作用引起的误差大于接N 点时电流表分压作用引起的误差，这时应采用内接法(即电压表接N 点)；如果电压表的示数变化比电流表示数变化明显(即UU I I ∆<∆)，说明接N 点时电流表分压作用引起的误差大于接M 点时电压表分流作用引起的误差，这时应采用外接法(即电压表接M 点).五．总结所谓内、外接法是相对电流表的位置而言的．无论哪种接法，都会由于电表的内阻影响而带来测量误差．从下表的分析可以看出，合理的选择接法有利于减小误差．比较项目电流表内接法电流表外接法电路误差原因 由于电流表内阻分压的影响，电压表测量值偏大，结果偏大由于电压表内阻分流的影响，电流表测量值偏大，结果偏小测量结果 I UR =测＞RxIUR =测＜Rx 适用条件 Rx 远大于RARx 远小于RV六． 同步训练1.如图所示，电压表和电流表的读数分别为10V 和 ,已知电流表的内阻为Ω，那么待测电阻的 测量值比真实值 ，真实值为2.某同学在利用伏安法测电阻时，由于不知待测电阻的阻值范围，而无法确定电流表是内接还是外接，他利用试触法进行确定.当如下图(a)所示，○V 的示V ARxV ARx数为,○A的示数为；改为如右图(b)所示，○V的示数为，○A的示数为.该同学要获得较精确的测量结果，应选取 ; 被测量电阻的阻值是（a） (b)3．某待测电阻估值在100左右，电压表内阻为3000，电流表内阻为，采用伏安法测电阻时，电流表选择何种接法，测量误差小（）A.内接B.外接C.内接、外接均可D.无法确定4.一只小灯泡，标有“3V、”字样。
一、伏安特性曲线1. 某物理学习小组的同学在研究性学习过程中，用伏安法研究某电子元件R1（6V，2.5W）的伏安特性曲线，要求多次测量并尽可能减小实验误差，备有下列器材A．直流电源（6V，内阻不计）B．电流表G（满偏电流3mA，内阻10Ω）C．电流表A（0～0.6A，内阻未知）D．滑动变阻器R（0～20Ω，5A）E．滑动变阻器R′（0～200Ω，1A）F．定值电阻R0（阻值为1990Ω）G．开关与导线若干①根据题目提供的实验器材，请你设计测量电子元件R1伏安特性曲线的电路原理图（R1可用“”表示）（请画在图1方框内）②在实验中，为了操作方便且能够准确地进行测量，滑动变阻器应选用（填写器材前面的字母序号）。
③将上述电子元件R1和另一个电子元件R2接入如图2所示的电路中，他们的伏安特性曲线分别如图3中oa、ob所示，电源的电动势E＝7.0V，内阻忽略不计，调节滑动变阻器R3，使电子元件R1和R2消耗的电功率恰好相等，则此时电子元件R1的阻值为Ω，R3接入电路的阻值为Ω（结果保留两位有效数字）。
2.(2017·新课标I)某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有:小灯泡L(额定电压3.8V,额定电流0.32A)、电压表V(量程3V,内阻3Ωk)、电流表A(量程0.5A，内阻0.5Ω)、固定电阻R(阻值1000Ω)、滑动变阻器R(阻值0～9.0Ω)、电源E(电动势5V,内阻不计)；开关S；导线若干.(1)实验要求能够实现在0～3.8V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。
(2)实验测得该小灯泡伏安特性曲线如图（a）所示。
由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的电阻 _________(填“增大”“不变”或“减小")，灯丝的电阻率______(填“增大”“不变”或“减小”)(3)用另一电源E(电动势4V,内阻1.00 )和题给器材连接成图(b)所示的电路图，调节滑动变阻器R的阻值，可以改变小灯泡的实际功率。
中学物理复习专题--电学试验学问点归纳一、电路设计或器材选择原则1、平安性：试验方案の实施要平安牢靠，实施过程中不应对仪器及人身造成危害。
要留意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率，电源也有最大允许电流，不能烧坏仪器。
2、精确性：在试验方案、仪器、仪器量程の选择上，应使试验误差尽可能の小。
保证流过电流表の电流和加在电压表上の电压均不超过运用量程，然后合理选择量程，务必使指针有较大偏转（一般要大于满偏度の1/3），以削减测读误差。
3、便于调整：试验应当便于操作，便于读数。
二、内、外接法の选择 1、外接法与外接法对比2、内、外接法の确定方法： ①将待测电阻与表头内阻比较R R V xx x AR R R >⇒⇒ 为小电阻 外接法 R R V x x x ARR R ⇒⇒＜ 为大电阻 内接法 ②试触法触头P 分别接触A 、B电压表示数变更大⇒电流表分压作用大⇒外接法 电流表示数变更大⇒电压表分流作用大⇒内接法三、分压、限流接法の选择1．两种接法及对比限流接法分压接法电路图电压调整范围 xx ER R x U E R≤≤+ 0x U E ≤≤ 电路消耗总功率 x EI()x ap E I I +闭合K 前滑动头在最右端滑动头在最右端2．选择方法及依据①从节能角度考虑，能用限流不用分压。
②下列状况必需用分压接法A ．调整（测量）要求从零起先，或要求大范围测量。
B ．变阻器阻值比待测对象小得多（若用限流，调不动或调整范围很小）。
C ．用限流，电路中最小の电压（或电流）仍超过用电器の额定值或仪表量程。
四、实物图连接の留意事项和基本方法⑴留意事项：①连接电表应留意量程选用正确，正、负接线柱不要接错。
②各导线都应接在接线柱上，不应在导线中间出现分叉。
③对于滑动变阻器の连接，要搞清晰接入电路の是哪一部分电阻，在接线时要特殊留意不能将线接到滑动触头上。
⑵基本方法：①画出试验电路图。
②分析各元件连接方式，明确电流表与电压表の量程。
高三物理实验专题二（电学）
1．用伏安法测定一段阻值约为5Ω的金属圆柱体的电阻率。
(1)分别使用游标卡尺和螺旋测微器测量圆柱体的长度和直径，某次测量的示数如图(a)和图
(b)所示，长度L=_______cm，直径d=_______mm；
(2)某实验小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：
根据记录数据可知，测量R x是采用(c)、(d)图中的_________图（选填“c”或“d”）。
下图是测量R x的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端。
请你根据所选的电路图，补充完成实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电表均不被烧坏；
(3)如上图示，在U-I坐标中已标出了测量数据对应的4个坐标点。
请在图中标出第2、4、6次测量数据坐标点，并描绘出U-I图线。
由图线得到金属圆柱体的阻值R x=_______Ω（保留两位有效数字），其电阻率ρ=______（用R x、L、d表示）,引起该实验系统误差的主要原因是_________表（填“电压”或“电流”）的________（填“分压”或“分流”）。
2．在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中，所用器材有：小电珠(2.5V，0.6W)、滑动变阻器、多用电表、电流表、学生电源、开关、导线若干。
(1)实验中使用多用电表测量电压，请根据电路原理图（甲）完成实物图（乙）中的连线。
(2)完成下列实验步骤：
①开关闭合前，将滑动变阻器的滑片P 置于_______端（填“a ”或“b ”）；
②闭合开关后，逐渐将变阻器的滑片P 由______移动（填“a →b ”或“b →a ”），记录多组U 、
I 值； ③断开开关……
(3)请根据实验记录数据，在U-I 坐标中描点，并描绘出小电珠的U-I 图线。
(4)由描绘出的I-U 图线可知，小电珠的电阻随工作电压的增大而________，其原因是电压增大，温度升高，灯丝的电阻率________（填“不变”、“增大”或“减少”）。
3．(1)用电压表和电流表测一节新干电池的电动势E 和内阻r, 由于该电池内阻较小，电路中串联R 0 =2.5Ω的定值电阻，电路原理图如图（甲）所示。
①请根据图（甲），补充完成实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电路中的电阻值最大。
②定值电阻R 0在电路中的主要作用是____________。
③根据实验记录数据，坐标图中画出U-I 图线如图（丙） 示。
由图线可知（保留两位有效数字）：E 测=______V ， r 测=____Ω。
(2)用电压表和电阻箱测量一节干电池的电动势E 和内阻 r 。
实验器材：待测电源、电压表V 、电阻箱R 、开关、 导线若干。
①请根据电路原理图(a )，在图(b )完成实物间的连线。
②请完成下列步骤的相关内容：
(i)调节电阻箱R 的阻值置于最________处（填“大”或“小”）； (ii)闭合开关，调节电阻箱，记录多组R 、U 值； (iii)断开开关……
③根据实验记录数据描点，绘出的
R U 11-图象如图(c)示。
若直线的斜率为k ，在U
1
坐标轴上的截距为b ，则电源的电动势E 测=______，内阻r 测=______（用k 、b 表示）。
(3)用电阻箱和多用电表（测电流）测一节干电池的电动势和内阻。
备有以下实验器材： 待测电源、多用电表（量程100mA ，内阻r g =3Ω）、保护电阻R 0=5.5Ω、电阻箱R 、开关、导线若干。
①请将（a ）的实物连接成可完成实验的电路。
②根据实验记录数据描点，绘出的I
R 1
-
图象如图(b)示。
图线的斜率代表_______，其数 值和单位为______________；图线纵轴截距的绝对值代表________的电阻之和，电源的内阻r 测=_____Ω（保留三位有效数字）。
③若忽略实验的偶然误差，则本实验测得的E 测、r 测与真实值比较；E 测________E 真，
r 测______r 真（填“<”、“=”或“>”）。
4．多用电表的正确使用。
(1)如图（甲）为多用电表的示意图，其中S 、K 、 T 为三个可调节的部件。
现用该多用电表测量一阻值约为200Ω～300Ω的定值电阻，操作步骤如下：
①调节可调部件____，使电表指针停在____位置；
②调节可调部件K，使它的尖端指向____位置；
③红、黑表笔分别插入“+”、“—”插孔，笔尖相互接触，调节可调部件______，使电表指
针指向__________位置；
④进行测量，读数如图（乙）示，阻值为________Ω；
⑤测量完成后，将选择开关K拨向____位置。
(2)某同学正确连接的电路如图（丙）实线所示。
①旋转选择开关，使尖端对准直流电流挡，闭合电键，此时测得的是通过____的电流；
②断开电键，旋转选择开关使其尖端对准欧姆挡，此时测得的是____的电阻；
③旋转选择开关，使尖端对准直流电压挡，闭合电键，将变阻器的滑片移至最左端，此时
测得的是____两端的电压。
④旋转选择开关置于直流电压挡，将多用电表的b表笔接到如图（丙）的虚线位置。
当断
开或闭合电键时，多用电表示数均接近电源的电动势，可能的电路故障是____
A．R1短路B．R2短路C．R2断路D．S断路
参考答案
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1．(1) 5.01，5.315； (2)c ；如图所示 (3)如图所示 (4.5-4.7)；
;42
L
d R x 电压； 分流
2．(1)如图所示。
(2)①a ②a →b (3)如图所示 (4)增大；增大
3．(1)①如图所示 ②防止短路，保护电源和电流表 ③（1.48-1.53）；（0.50-0.55）
(2)①如图所示。
②(i)大 ③1/b; k /b
(3)①如图所示。
②电源电动势；1.40v; 干电池、电表与保护电阻；1.50 ③= ，=
4．(1)①S ；刻度线左侧0刻度 ②×10Ω挡
③T；刻度线右侧0刻度④250⑤OFF
(2)①R1，②R1和R2③R2（或电源）④CD。
