高中 | 观察电容器的充、放电现象 题目答案及解析

稿件来源:高途

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选修3-1

第一章 静电场

1.8 电容器的电容

观察电容器的充、放电现象

某同学用传感器做“观察电容器的充放电”实验,采用的实验电路如图所示。

在下列图像中,表示电容器充电和放电过程中,通过传感器的电流随时间变化的图像为$(\quad\ \ \ \ )$

["

","

","

","

"]
[["A"]]

将开关先与$1$端闭合,电容器与电源相连,进行充电,充电过程,随着电容器电荷量的增大,极板间电压逐渐增大,充电电流逐渐减小,当极板间电压等于电源电动势时,充电结束,电流为$0$;再将开关与$2$端闭合,电容器放电,通过传感器的电流方向与充电过程的电流方向相反,随着电容器电荷量的逐渐减小,极板间电压逐渐减小,放电电流逐渐减小为$0$

故选:$\rm A$

将开关从“$1$”拨到“$2$”,流经$R$的电流方向为                 (选填“$a$$b$”或“$b$$a$”)

[["$b$$a$"]]

由电路图可知,电容器充电时,上极板带正电,则将开关从“$1$”拨到“$2$”,流经$R$的电流方向为$b$$a$

该同学用同一电路分别给两个不同的电容器充电,电容器的电容$C_{1}\lt C_{2}$,充电过程中电容器极板间电压随电容器的带电量变化的图像分别如图中①②所示,其中对应电容为$C_{1}$的充电过程图像是                 (选填“①”或“②”)

[["①"]]

用同一电路分别给两个不同的电容器充电,则充电完成后,两电容器两端电压相同,根据$C=\dfrac{Q}{U}$

可得$U=\dfrac{1}{C} \cdot Q$

可知$U-Q$图像中图线的斜率表示电容的倒数,因为电容器的电容$C_{1}\lt C_{2}$,所以对应电容为$C_{1}$的电容器充电过程图像是①。

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